JP4655036B2 - Control device for variable valve mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の機関バルブについてそのバルブ特性を可変とする可変動弁機構の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a variable valve mechanism that varies the valve characteristics of an engine valve of an internal combustion engine.
従来、吸気バルブや排気バルブといった機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構を搭載した内燃機関が知られている。こうした内燃機関の可変動弁機構の駆動は、例えば、所定の回転角範囲内で回転駆動するモータによって行うことが可能である。この場合、モータは上記所定の回転角範囲内で回転駆動され、機関バルブのバルブ特性の現状値は当該回転角範囲内におけるモータの回転角に対応したものになる。従って、機関バルブのバルブ特性を精密に制御するには、モータの回転角を正確に検出し、その回転角を目標とするバルブ特性に対応した回転角にすることが重要になる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine equipped with a variable valve mechanism that varies the valve characteristics of an engine valve such as an intake valve or an exhaust valve is known. Such a variable valve mechanism of the internal combustion engine can be driven by, for example, a motor that is driven to rotate within a predetermined rotation angle range. In this case, the motor is driven to rotate within the predetermined rotation angle range, and the current value of the valve characteristic of the engine valve corresponds to the rotation angle of the motor within the rotation angle range. Therefore, in order to precisely control the valve characteristics of the engine valve, it is important to accurately detect the rotation angle of the motor and set the rotation angle to a rotation angle corresponding to the target valve characteristic.
ここで、モータの回転角を検出する方法としては、特許文献1に示される方法、すなわちモータの回転に伴いパルス信号を出力する位置センサ(例えばエンコーダ等)を設け、その位置センサからのパルス信号を計数した位置カウンタのカウンタ値に基づいて回転角を検出するという方法を採用することが考えられる。
ところで、機関始動時などにおけるバッテリの電圧低下や、前記検出装置に電力を供給する電力線等の一時的な接触不良等により、上記回転角を検出する検出装置が非通電状態にされてしまうと、同検出装置はカウンタ値を算出することができなくなる。そのため、その非通電中において実際の回転角が変化しても、その回転角の変化はカウンタ値に反映されることがなく、その後、検出装置に対して電力供給が開始されて回転角の検出が可能になったとしても、検出される回転角は実際の回転角からずれており、バルブ特性の現状値を正確に検出することはできない。 By the way, when the detection device that detects the rotation angle is brought into a non-energized state due to a voltage drop of the battery at the time of starting the engine, a temporary contact failure such as a power line that supplies power to the detection device, etc. The detection device cannot calculate the counter value. Therefore, even if the actual rotation angle changes during the de-energization, the change in the rotation angle is not reflected in the counter value, and then power supply to the detection device is started and the rotation angle is detected. However, the detected rotation angle deviates from the actual rotation angle, and the current value of the valve characteristic cannot be detected accurately.
従って、位置センサからのパルス信号を計数した位置カウンタのカウンタ値に基づいてモータの回転角を検出する場合には、検出される回転角が実際の回転角からずれているか否かを判定する必要がある。 Therefore, when detecting the rotation angle of the motor based on the counter value of the position counter that counted the pulse signal from the position sensor, it is necessary to determine whether or not the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle. There is.
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変動弁機構を駆動するモータの回転角を検出する場合にあって、検出される回転角が実際の回転角からずれていることを好適に判定することのできる可変動弁機構の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to detect the rotation angle of a motor that drives a variable valve mechanism, and the detected rotation angle deviates from the actual rotation angle. It is an object of the present invention to provide a control device for a variable valve mechanism that can suitably determine whether or not the above is true.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、内燃機関の機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構と、所定の回転角範囲内で回転駆動されて前記可変動弁機構を駆動するモータと、同モータの回転に伴いパルス信号を出力する位置センサと、同位置センサからのパルス信号のエッジを計数した位置カウンタのカウンタ値に基づいて前記モータの回転角を検出する検出手段と、同検出手段への電力供給状態と前記内燃機関の稼働状態とを検出するとともに、前記内燃機関が稼働中であって前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定する判定手段とを備え、可変とされる前記バルブ特性の現状値を前記回転角に基づいて検出する可変動弁機構の制御装置において、前記モータは、複数の電気角センサから出力されるパルス信号の出力パターンに応じて周期的に変更される電気角カウンタのカウンタ値に基づいて通電相が切り換えられることで駆動されるブラシレスモータであって、前記電気角カウンタは、前記ブラシレスモータの正回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を順方向にカウンタ値として当てはめ、前記ブラシレスモータの逆回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を逆方向にカウンタ値として当てはめるものであり、前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔は、前記ブラシレスモータの回転に伴い各電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔よりも短く設定されており、前記検出手段は、イグニッションオフ時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eg、及びそのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eiに基づき、イグニッションオフからオンまでの間における前記ブラシレスモータの回転角の変化量を前記位置カウンタのカウンタ値の変化に置き換えた値である変化量相当値として算出する算出手段を備え、前記算出手段は、前記カウンタ値Egと前記カウンタ値Eiとの差分に対して、前記複数の電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間において前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数nを乗算し、その後に前記乗算により得られた値に対して、イグニッションオフ直前の位置カウンタのカウンタ値Pgを前記エッジ数nで除算した余りを加算することにより、前記変化量相当値を算出するものであり、前記算出手段は更に、前記変化量相当値とイグニッションオフ時の前記位置カウンタのカウンタ値Pgとの差分を算出し、この算出された差分を、前記モータの実際の回転角に対応させるために前記位置カウンタのカウンタ値を補正する補正値として設定し、その判定に基づき同ずれの発生を検出するものであり、前記位置カウンタのカウンタ値は、前記算出手段により設定された補正値分の補正が加えられるものであり、前記判定手段は、前記内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度を超えている時間を計測する計測手段を備え、同計測手段にて計測された時間が所定の判定時間以上であって、かつ前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定し、前記判定時間は、前記電気角カウンタが1周期分変化する時間よりも長い時間に設定されることをその要旨とする。
また、請求項2に記載の発明は、内燃機関の機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構と、所定の回転角範囲内で回転駆動されて前記可変動弁機構を駆動するモータと、同モータの回転に伴いパルス信号を出力する位置センサと、同位置センサからのパルス信号のエッジを計数した位置カウンタのカウンタ値に基づいて前記モータの回転角を検出する検出手段と、同検出手段への電力供給状態と前記内燃機関の稼働状態とを検出するとともに、前記内燃機関が稼働中であって前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定する判定手段とを備え、可変とされる前記バルブ特性の現状値を前記回転角に基づいて検出する可変動弁機構の制御装置において、前記モータは、複数の電気角センサから出力されるパルス信号の出力パターンに応じて周期的に変更される電気角カウンタのカウンタ値に基づいて通電相が切り換えられることで駆動されるブラシレスモータであって、前記電気角カウンタは、前記ブラシレスモータの正回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を順方向にカウンタ値として当てはめ、前記ブラシレスモータの逆回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を逆方向にカウンタ値として当てはめるものであり、前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔は、前記ブラシレスモータの回転に伴い各電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔よりも短く設定されており、前記検出手段は、イグニッションオフ時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eg、及びそのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eiに基づき、イグニッションオフからオンまでの間における前記ブラシレスモータの回転角の変化量を前記位置カウンタのカウンタ値の変化に置き換えた値である変化量相当値として算出する算出手段を備え、前記算出手段は、前記カウンタ値Egと前記カウンタ値Eiとの差分に対して、前記複数の電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間において前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数nを乗算し、その後に前記乗算により得られた値に対して、イグニッションオフ直前の位置カウンタのカウンタ値Pgを前記エッジ数nで除算した余りを加算することにより、前記変化量相当値を算出するものであり、前記算出手段は更に、前記変化量相当値とイグニッションオフ時の前記位置カウンタのカウンタ値Pgとの差分を算出し、この算出された差分を、前記モータの実際の回転角に対応させるために前記位置カウンタのカウンタ値を補正する補正値として設定し、前記判定手段は、前記内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度を超えている時間を計測する計測手段を備え、同計測手段にて計測された時間が所定の判定時間以上であって、かつ前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定し、その判定に基づき同ずれの発生を検出するものであり、前記判定時間は、前記電気角カウンタが1周期分変化する時間よりも長い時間に設定されるものであり、前記計測手段にて計測された時間が前記判定時間以上であって、かつ前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定されたときには、前記検出手段への電力供給が開始された後に前記位置カウンタのカウンタ値の初期位置学習を行い、前記計測手段にて計測された時間が前記判定時間に達する前に前記検出手段への電力供給が開始されたときには、前記算出手段による前記補正値の算出を行うとともに、同補正値分の補正を前記位置カウンタのカウンタ値に対して行うことをその要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to
According to a second aspect of the present invention, there is provided a variable valve mechanism that varies a valve characteristic of an engine valve of an internal combustion engine, a motor that is driven to rotate within a predetermined rotation angle range, and drives the variable valve mechanism. A position sensor that outputs a pulse signal along with the rotation of the motor, and a detection means that detects a rotation angle of the motor based on a counter value of a position counter that counts the edges of the pulse signal from the position sensor; It is detected when the state of power supply to the means and the operating state of the internal combustion engine are detected, and when the state where the internal combustion engine is operating and power is not supplied to the detection means is detected. A control unit for a variable valve mechanism that detects a current value of the variable valve characteristic based on the rotation angle; and a determination unit that determines that the rotation angle is deviated from an actual rotation angle. The motor is driven by switching the energized phase based on the counter value of the electrical angle counter that is periodically changed according to the output pattern of the pulse signals output from the plurality of electrical angle sensors. In the forward rotation of the brushless motor, the electrical angle counter forwards each successive integer value in the range of “0” to “m” according to the output pattern of the pulse signal from each electrical angle sensor. As a counter value, when the brushless motor rotates in the reverse direction, each successive integer value in the range of “0” to “m” according to the output pattern of the pulse signal from each electric angle sensor is used as the counter value in the reverse direction. The edge interval of the pulse signal output from the position sensor is output from each electrical angle sensor as the brushless motor rotates. Is set to be shorter than the edge interval of the pulse signal to be detected, and the detection means includes the counter value Eg of the electric angle counter when the ignition is turned off, and the electric angle counter of the electric angle counter when the ignition is turned on for the first time after the ignition is turned off. Based on the counter value Ei, a calculation means for calculating a change amount equivalent value that is a value obtained by replacing the change amount of the rotation angle of the brushless motor between the ignition off and the on state with a change of the counter value of the position counter, The calculating means calculates the number of edges n of the pulse signal output from the position sensor between the edges of the pulse signals output from the plurality of electrical angle sensors with respect to the difference between the counter value Eg and the counter value Ei. And then the ignition gain is applied to the value obtained by the multiplication. The change amount equivalent value is calculated by adding the remainder obtained by dividing the counter value Pg of the position counter immediately before F by the number of edges n. The calculating means further calculates the change amount equivalent value and the ignition off. Calculating a difference with the counter value Pg of the position counter at the time, and setting the calculated difference as a correction value for correcting the counter value of the position counter in order to correspond to the actual rotation angle of the motor; The determination unit includes a measurement unit that measures a time during which the engine speed of the internal combustion engine exceeds a preset rotation speed, and the time measured by the measurement unit is equal to or longer than a predetermined determination time. In addition, it is determined that the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle when a state in which power is not supplied to the detection unit is detected, and the determination is performed. The determination time is set to a time longer than the time during which the electrical angle counter changes by one period, and the time measured by the measuring means is set. When it is determined that the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle by detecting a state where the determination time is exceeded and power is not supplied to the detection unit, After the power supply to the detection means is started, the initial position learning of the counter value of the position counter is performed, and the power supply to the detection means is performed before the time measured by the measurement means reaches the determination time. The gist of the present invention is that the correction value is calculated by the calculating means and the correction value is corrected for the counter value of the position counter when started.
内燃機関の稼働中にあっては、機械的ながたつきや機関バルブを付勢するバルブスプリングからの反力等に起因して可変動弁機構の可動部が移動し、この可動部の移動に伴ってモータの回転角が変化することがある。そこで、同構成では、回転角の変化が起きやすい内燃機関の稼働中にあって、上記検出手段への電力供給が行われていないときには、同検出手段によって検出されるモータの回転角が実際の回転角からずれていると判定するようにしている。従って、可変動弁機構を駆動するモータの回転角を検出する場合にあって、検出される回転角が実際の回転角からずれていることを好適に判定することができるようになる。 During operation of the internal combustion engine, the movable part of the variable valve mechanism moves due to mechanical rattling or reaction force from the valve spring that urges the engine valve. As a result, the rotation angle of the motor may change. Therefore, in this configuration, when the internal combustion engine that is likely to change in the rotation angle is operating and the power supply to the detection means is not performed, the rotation angle of the motor detected by the detection means is the actual rotation angle. It is determined that there is a deviation from the rotation angle. Therefore, when the rotation angle of the motor that drives the variable valve mechanism is detected, it can be suitably determined that the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle.
内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度以上となっており、且つそのように設定された回転速度以上になっている時間がある程度長ければ、内燃機関は確実に稼働中であると判断することができる。ここで、内燃機関では機関回転速度の計測が一般的に行われており、機関回転速度と予め設定された回転速度との比較や、機関回転速度が予め設定された回転速度を超えている時間の計測などは比較的簡易な構成にて実施することができる。そこで、同構成では、内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度を超えている時間を計測し、その計測された時間が所定の判定時間以上であれば、内燃機関が稼働中であると判断し、このように内燃機関が稼働中であると判断することができる状況にあって、検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出手段によって検出されるモータの回転角が実際の回転角からずれていると判定するようにしている。従って、同構成によれば、検出されるモータの回転角が実際の回転角からずれているか否かを、適切に且つ簡易な構成にて判定することができるようになる。 If the engine rotational speed of the internal combustion engine is equal to or higher than a preset rotational speed and is longer than the preset rotational speed to some extent, it is determined that the internal combustion engine is reliably operating. can do. Here, in the internal combustion engine, the engine rotational speed is generally measured, and the engine rotational speed is compared with a preset rotational speed, or the time when the engine rotational speed exceeds the preset rotational speed. Such measurement can be performed with a relatively simple configuration. Therefore, in this configuration, the time during which the engine rotational speed of the internal combustion engine exceeds a preset rotational speed is measured, and if the measured time is equal to or longer than a predetermined determination time, the internal combustion engine is in operation. When it is determined that the internal combustion engine is in operation and a state where power is not supplied to the detection means is detected, the motor detected by the detection means It is determined that the rotation angle of is deviated from the actual rotation angle. Therefore, according to this configuration, it can be determined with an appropriate and simple configuration whether or not the detected rotation angle of the motor is deviated from the actual rotation angle.
他方、内燃機関の停止に伴って上記検出手段への通電が遮断され、これにより上記カウンタ値が「0」にリセットされると、その停止後の運転再開時に上記パルス信号の計数を行ったとしても、同パルス信号のカウンタ値はモータの回転角に対応しなくなる。そこで、内燃機関の停止時には上記カウンタ値を不揮発性のメモリに記憶し、その停止後にあって最初の運転再開時には、メモリに記憶されたカウンタ値を初期値として設定する。そして、その初期値から上記パルス信号の計数を再開するようにすれば、内燃機関の運転再開後も、上記パルス信号のカウンタ値をモータの回転角に対応した値にすることができる。 On the other hand, when the energization of the detection means is interrupted with the stop of the internal combustion engine and the counter value is reset to “0”, the pulse signal is counted when the operation is resumed after the stop. However, the counter value of the pulse signal does not correspond to the rotation angle of the motor. Therefore, when the internal combustion engine is stopped, the counter value is stored in a non-volatile memory, and when the operation is resumed for the first time after the stop, the counter value stored in the memory is set as an initial value. If the counting of the pulse signal is restarted from the initial value, the counter value of the pulse signal can be set to a value corresponding to the rotation angle of the motor even after the operation of the internal combustion engine is restarted.
ところで、機関運転を停止すべくイグニッションオフしてから機関運転再開時のイグニッションオンまでの間には、機械的ながたつき等によりブラシレスモータの回転角が変化するといったことが起こり得る。この場合、運転再開時におけるモータの回転角が機関停止時に記憶されたカウンタ値と対応しなくなり、運転再開後に計数が再開される上記パルス信号のカウンタ値は、モータの回転角に対応した値からずれた状態になってしまう。そこで、請求項1、2記載の発明では、イグニッションオフからイグニッションオンまでの間に変化したモータの回転角を把握するべく、以下のような処理が行われる。 By the way, during the period from when the ignition is turned off to stop the engine operation until the ignition is turned on when the engine operation is resumed, the rotation angle of the brushless motor may change due to mechanical rattling or the like. In this case, the rotation angle of the motor at the time of resuming operation does not correspond to the counter value stored when the engine is stopped, and the counter value of the pulse signal at which counting is resumed after resumption of operation is from the value corresponding to the rotation angle of the motor. It will be in a shifted state. Therefore, in the first and second aspects of the invention, the following processing is performed in order to grasp the rotation angle of the motor that has changed between the ignition off and the ignition on.
すなわち、請求項1、2記載の発明においては、位置センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔が、上記ブラシレスモータの回転に伴い各電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔よりも短く設定されている。従って、イグニッションオフ時の上記電気角カウンタのカウンタ値Egと、そのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の電気角カウンタのカウンタ値Eiとに基づき、イグニッションオフからイグニッションオンまでの間に変化した電気角カウンタの変化量を求め、そうした電気角カウンタの変化量に基づいてイグニッションオフからイグニッションオンまでの間に変化したモータの回転角に対応する位置カウンタの変化量を求めることが可能である。なお、カウンタ値Eiについてはイグニッションオン時に得ることが可能である。これは、電気角カウンタのカウンタ値は、各電気角センサから互いに位相をずらした状態で出力されるパルス信号の出力パターンに応じて変化するものであり、イグニッションオン直後であっても上記出力パターンに応じて直ちに決定されるためである。 That is, in the first and second aspects of the invention , the edge interval of the pulse signal output from the position sensor is set shorter than the edge interval of the pulse signal output from each electrical angle sensor as the brushless motor rotates. Has been. Therefore, based on the counter value Eg of the electric angle counter when the ignition is turned off and the counter value Ei of the electric angle counter when the ignition is turned on for the first time after the ignition is turned off, the electric power changed between the ignition off and the ignition turned on. It is possible to obtain the change amount of the angle counter and obtain the change amount of the position counter corresponding to the rotation angle of the motor changed from the ignition off to the ignition on based on the change amount of the electrical angle counter. The counter value Ei can be obtained when the ignition is on. This is because the counter value of the electrical angle counter changes according to the output pattern of the pulse signal output from each electrical angle sensor with the phases shifted from each other, and the above output pattern even immediately after the ignition is turned on This is because it is determined immediately according to the situation.
こうした原理に基づいて構成された上記算出手段によれば、イグニッションオフ時の電気角カウンタのカウンタ値Eg、及びそのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の電気角カウンタのカウンタ値Eiに基づき、上記ブラシレスモータの回転角の変化量を位置カウンタのカウンタ値の変化に置き換えた値である変化量相当値が算出され、これによりイグニッションオフからイグニッションオンまでの間に変化したモータの回転角に対応する位置カウンタの変化量を求めることが可能になる。こうして位置カウンタの変化量を求めるようにしておけば、運転再開時においてその変化量を上記初期値に反映することにより、より具体的には上記変化量相当値とイグニッションオフ時の位置カウンタのカウンタ値との差分を算出し、この算出された差分を、モータの実際の回転角に対応させるために位置カウンタのカウンタ値を補正する補正値として設定することにより、運転再開後に計数が再開される上記パルス信号のカウンタ値を、モータの回転角に対応した値にすることができる。 According to the calculation means configured based on such a principle, based on the counter value Eg of the electrical angle counter when the ignition is turned off and the counter value Ei of the electrical angle counter when the ignition is turned on for the first time after the ignition is turned off, A change equivalent value, which is a value obtained by replacing the change amount of the rotation angle of the brushless motor with the change of the counter value of the position counter, is calculated, and this corresponds to the rotation angle of the motor changed from the ignition off to the ignition on. It is possible to determine the amount of change of the position counter. If the change amount of the position counter is obtained in this way, the change amount is reflected in the initial value when the operation is resumed, more specifically, the change amount equivalent value and the counter of the position counter at the time of ignition off. By calculating a difference from the value and setting the calculated difference as a correction value for correcting the counter value of the position counter so as to correspond to the actual rotation angle of the motor, the counting is restarted after the operation is restarted. The counter value of the pulse signal can be set to a value corresponding to the rotation angle of the motor.
さらに、この算出手段によれば、イグニッションオフ時の電気角カウンタのカウンタ値Eg、すなわち上記検出手段への電力供給が遮断される直前のカウンタ値Egと、そのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の電気角カウンタのカウンタ値Ei、すなわち上記検出手段への電力供給が開始された直後のカウンタ値Egとを検出することで、機関始動後、検出手段への通電が開始されるまでの間に変化したモータの回転角を算出することができる。そのため、機関始動時にあって上記検出手段への通電が一時的に滞ったとしても、その後通電状態になれば、検出手段への電力供給が遮断されてから電力供給が開始されるまでの間に変化したブラシレスモータの回転角を求めることも可能である。 Further, according to this calculating means, the counter value Eg of the electric angle counter at the time of ignition off, that is, the counter value Eg immediately before the power supply to the detecting means is cut off, and the first ignition on time after the ignition is turned off. By detecting the counter value Ei of the electric angle counter, that is, the counter value Eg immediately after the supply of power to the detecting means is started, the period from when the engine is started until the energization of the detecting means is started. The changed rotation angle of the motor can be calculated. For this reason, even if the energization of the detection means is temporarily stagnant at the time of starting the engine, if the energization state thereafter occurs, the power supply to the detection means is interrupted until the power supply is started. It is also possible to obtain the changed rotation angle of the brushless motor.
ところで、ブラシレスモータの通電相を切り換えるために算出される電気角カウンタのカウンタ値は周期的に変更される値である。そのため、上記算出手段にてイグニッションオン時に得られた電気角カウンタのカウンタ値Eiは、イグニッションオフ時の電気角カウンタのカウンタ値Egから1周期以内のカウンタ値である場合と、1周期を超えた後のカウンタ値である場合とがあり、後者の場合には、上記変化量相当値が誤って算出されてしまう。 By the way, the counter value of the electrical angle counter calculated to switch the energized phase of the brushless motor is a value that is periodically changed. Therefore, the counter value Ei of the electrical angle counter obtained when the ignition is turned on by the above calculation means exceeds one cycle when the counter value Eg of the electrical angle counter when the ignition is turned off is within one cycle. There are cases where the counter value is later, and in the latter case, the change equivalent value is erroneously calculated.
この点、請求項1、2記載の発明では、上記判定手段における判定時間を、電気角カウンタが1周期分変化する時間よりも長い時間に設定するようにしている。そのため、イグニッションオン時に得られた電気角カウンタのカウンタ値Eiが、イグニッションオフ時の電気角カウンタのカウンタ値Egから1周期以内のカウンタ値である場合には、上記算出手段を備える上記検出手段によって、検出される回転角と実際の回転角とのずれ量が適切に求められる。一方、イグニッションオン時に得られた電気角カウンタのカウンタ値Eiが、イグニッションオフ時の電気角カウンタのカウンタ値Egから1周期を超えた後のカウンタ値である場合には、検出される回転角が実際の回転角からずれていることが判定手段によって判定される。従って、請求項1、2記載の発明によれば、上記算出手段による上記変化量相当値の算出が適切に行えず、検出される回転角が実際の回転角からずれている場合に、そのずれの発生を適切に検出することができるようになる。 In this respect, in the first and second aspects of the invention , the determination time in the determination means is set to be longer than the time during which the electrical angle counter changes by one cycle. Therefore, when the counter value Ei of the electrical angle counter obtained when the ignition is on is a counter value within one cycle from the counter value Eg of the electrical angle counter when the ignition is off, the detecting means including the calculating means The amount of deviation between the detected rotation angle and the actual rotation angle is appropriately obtained. On the other hand, when the counter value Ei of the electrical angle counter obtained when the ignition is on is a counter value after exceeding one cycle from the counter value Eg of the electrical angle counter when the ignition is off, the detected rotation angle is It is determined by the determining means that there is a deviation from the actual rotation angle. Therefore, according to the first and second aspects of the present invention , if the calculation means cannot appropriately calculate the change amount equivalent value, and the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle, the deviation is detected. It becomes possible to appropriately detect the occurrence of.
カウンタ値Egとカウンタ値Eiとの差分(「Eg−Ei」)に対して上記エッジ数nを乗算して得られる値「(Eg−Ei)・n」は、上記差分「Eg−Ei」を位置カウンタのカウンタ値の変化に置き換えた値になる。なお、イグニッションオフ時の位置カウンタのカウンタ値が電気角センサからのパルス信号のエッジ発生時の値となっていれば、上記値「(Eg−Ei)・n」をそのまま上述した変化量相当値として用いることが可能である。 A value “(Eg−Ei) · n” obtained by multiplying the difference (“Eg−Ei”) between the counter value Eg and the counter value Ei by the number of edges n is the difference “Eg−Ei”. The value is replaced with a change in the counter value of the position counter. If the counter value of the position counter when the ignition is off is the value when the edge of the pulse signal from the electrical angle sensor is generated, the above-mentioned value “(Eg−Ei) · n” is directly used as the above-described change amount equivalent value. Can be used.
一方、位置カウンタのカウンタ値が電気角センサからのパルス信号のエッジに対応する値でない場合、その値からの上記カウンタ値のずれ分だけ、上記値「(Eg−Ei)・n」も正確な変化量相当値からずれた状態になる。この変化量相当値からの上記値「(Eg−Ei)・n」のずれ分は、イグニッションオフ時における位置カウンタのカウンタ値Pgをエッジ数nで除算した余りと一致する。従って、値「(Eg−Ei)・n」に上記余りを加算して上記変化量相当値を算出することで、変化量相当値を正確に求めることができるようになる。 On the other hand, if the counter value of the position counter is not a value corresponding to the edge of the pulse signal from the electrical angle sensor, the value “(Eg−Ei) · n” is also accurate by the amount of deviation of the counter value from that value. It will be in a state deviated from the change equivalent value. The deviation of the value “(Eg−Ei) · n” from the change amount equivalent value coincides with the remainder obtained by dividing the counter value Pg of the position counter when the ignition is off by the number of edges n. Accordingly, by adding the remainder to the value “(Eg−Ei) · n” and calculating the change amount equivalent value, the change amount equivalent value can be accurately obtained.
請求項2に記載の発明によれば、検出手段によって検出されるブラシレスモータの回転角と実際の回転角とのずれを適切に修正することができる。 According to inventions set forth in claim 2, it is possible to properly correct the deviation between the actual rotation angle and the rotation angle of the brushless motor detected by the detection means.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記計測手段は、前記内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度を超えた時間についてその累積時間を算出し、その算出された累積時間が前記判定時間以上であって、前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定することをその要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the control apparatus for a variable valve mechanism according to the first or second aspect , the measuring means is configured to measure a time when the engine rotational speed of the internal combustion engine exceeds a preset rotational speed. The accumulated time is calculated, and when the state where the calculated accumulated time is equal to or longer than the determination time and power is not supplied to the detection unit is detected, the detected rotation angle is actually The gist is to determine that the rotation angle is deviated from the rotation angle.
同構成によれば、機関始動時などのように機関回転速度が不安定な場合に、機関回転速度が予め設定された回転速度を超えた時間の総時間が上記累積時間に反映される。そのため、機関回転速度が不安定なときでも、検出される回転角が実際の回転角からずれているか否かを適切に判定することができるようになる。 According to this configuration, when the engine rotation speed is unstable, such as when the engine is started, the total time of the time when the engine rotation speed exceeds a preset rotation speed is reflected in the accumulated time. Therefore, even when the engine rotation speed is unstable, it can be appropriately determined whether or not the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記判定時間は、機関回転速度が高くなるほど短い時間に設定されることをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the control apparatus for a variable valve mechanism according to any one of the first to third aspects, the determination time is set to a shorter time as the engine speed increases. The gist.
内燃機関の稼働中にあって、上記検出手段の非通電中に変化する実際の回転角の変化量は、機関回転速度が高いときほど大きくなる傾向にある。そのため、機関回転速度が高いときには、低いときと比較して、検出されるモータの回転角が実際の回転角からずれているか否かを判定するための上記判定時間を短くすることができる。そこで、同構成では、機関回転速度が高くなるほど上記判定時間が短くなるように可変設定するようにしており、これにより判定に要する時間を適切に設定することができるようになる。 While the internal combustion engine is in operation, the actual amount of change in the rotational angle that changes while the detection means is not energized tends to increase as the engine speed increases. Therefore, when the engine rotational speed is high, the determination time for determining whether or not the detected rotation angle of the motor is deviated from the actual rotation angle can be shortened compared to when the engine rotation speed is low. Therefore, in this configuration, the determination time is variably set so that the higher the engine rotation speed, the more appropriately the time required for determination can be set.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記検出手段及び前記判定手段は、相互通信を行う通信線で接続されており、前記判定手段は、前記相互通信が途絶している場合に、前記検出手段への電力供給が行われていないと判定することをその要旨とする。
同構成では、検出手段と判定手段とで相互通信を行うようにしている。ここで、検出手段への電力供給が行われていないときには、検出手段から判定手段への通信が途絶するため、相互通信の途絶をもって検出手段への電力供給が行われていないと判定することができる。そこで同構成では、そうした相互通信の途絶をもって検出手段への電力供給が行われていないと判定するようにしており、検出手段への電力供給状態を適切に判定することができるようになる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the control apparatus for a variable valve mechanism according to any one of the first to fourth aspects, the detection means and the determination means are connected by a communication line that performs mutual communication. The gist of the determination means is to determine that power supply to the detection means is not performed when the mutual communication is interrupted.
In this configuration, mutual detection is performed between the detection means and the determination means. Here, when the power supply to the detection means is not performed, the communication from the detection means to the determination means is interrupted, and therefore it is determined that the power supply to the detection means is not performed due to the interruption of the mutual communication. it can. Therefore, in the same configuration, it is determined that the power supply to the detection means is not performed due to the interruption of the mutual communication, and the power supply state to the detection means can be appropriately determined.
なお、検出される回転角が実際の回転角からずれていると判定された場合には、請求項6に記載の発明によるように、モータを駆動して同モータの回転角を上記所定の回転角範囲の端まで変化させ、そのときの位置カウンタのカウンタ値を初期位置として記憶する初期位置学習を、検出手段への電力供給が開始された後に行うことにより、検出される回転角と実際の回転角とのずれを修正することができる。 If it is determined that the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle, the motor is driven to set the rotation angle of the motor to the predetermined rotation as described in claim 6. By performing the initial position learning that changes to the end of the angular range and stores the counter value of the position counter at that time as the initial position after the power supply to the detection means is started, the detected rotation angle and the actual The deviation from the rotation angle can be corrected.
以下、本発明にかかる可変動弁機構の制御装置を具体化した一実施形態について、図1〜図11を併せ参照して説明する。
図1に、エンジン1におけるシリンダヘッド2周りの断面構造を示す。
Hereinafter, an embodiment in which a control device for a variable valve mechanism according to the present invention is embodied will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a cross-sectional structure around the cylinder head 2 in the
このエンジン1においては、シリンダヘッド2、シリンダブロック3、及びピストン5によって燃焼室6が区画され、この燃焼室6には吸気通路7及び排気通路8が接続されている。そして、吸気通路7と燃焼室6との間は吸気バルブ9の開閉動作によって連通・遮断され、排気通路8と燃焼室6との間は排気バルブ10の開閉動作によって連通・遮断される。
In the
シリンダヘッド2には、吸気バルブ9及び排気バルブ10を駆動する吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12が設けられている。これら吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12は、エンジン1のクランクシャフトの回転が伝達されることによって回転される。また、吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12には、それぞれ吸気カム11a及び排気カム12aが設けられている。そして、これら吸気カム11a及び排気カム12aの吸気カムシャフト11及び排気カムシャフト12との一体回転を通じて、吸気バルブ9及び排気バルブ10が開閉動作される。
The cylinder head 2 is provided with an
また、エンジン1には、吸気バルブ9及び排気バルブ10といった機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構として、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角を可変とする可変動弁機構14が吸気カム11aと吸気バルブ9との間に設けられている。この可変動弁機構14の駆動を通じて、例えば吸入空気量を多く必要とするエンジン運転状態になるほど、最大リフト量及び作用角が大となるように制御される。
Further, the
次に、可変動弁機構14の構造について説明する。
同可変動弁機構14は、シリンダヘッド2に固定されて吸気カムシャフト11と平行に延びるパイプ状のロッカシャフト15、ロッカシャフト15に挿入された棒状のコントロールシャフト16、コントロールシャフト16の軸線を中心に揺動する入力アーム17、入力アーム17の揺動に基づき上記軸線を中心に揺動する出力アーム18等を備えている。
Next, the structure of the
The
入力アーム17には、ローラ19が回転可能に取り付けられており、このローラ19は、コイルスプリング20によって吸気カム11a側に押し付けられている。また、出力アーム18は、その揺動時にロッカアーム21に押し付けられ、同ロッカアーム21を介して吸気バルブ9をリフトさせる。
A
このロッカアーム21の一端部はラッシュアジャスタ22によって支持され、同ロッカアーム21の他端部は吸気バルブ9に接触している。また、ロッカアーム21は吸気バルブ9のバルブスプリング24によって出力アーム18側に付勢されており、これによりロッカアーム21の一端部と他端部との間に回転可能に支持されたローラ23が出力アーム18に押し付けられている。従って、吸気カム11aの回転に基づき入力アーム17及び出力アーム18が揺動すると、出力アーム18がロッカアーム21を介して吸気バルブ9をリフトさせ、吸気バルブ9の開閉動作が行われる。
One end of the
この可変動弁機構14では、パイプ状のロッカシャフト15内に配置されたコントロールシャフト16を軸方向に変位させることで、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置を変更することが可能となっている。このように、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置を変更すると、上記吸気バルブ9の最大リフト量、及び吸気カム11aの吸気バルブ9に対する作用角が可変とされる。即ち、入力アーム17と出力アーム18とを揺動方向について互いに接近させるほど、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角は小となってゆく。逆に、入力アーム17と出力アーム18とを揺動方向について互いに離間させるほど、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角は大となってゆく。
In this
次に、可変動弁機構14を駆動すべく上記コントロールシャフト16を軸方向に変位させるための駆動機構、及び、その駆動機構を駆動制御する制御装置について、図2を参照して説明する。
Next, a drive mechanism for displacing the
この図2に示すように、コントロールシャフト16の基端部(図中右端部)には、変換機構48を介してブラシレスモータ47が連結されている。この変換機構48は、ブラシレスモータ47の回転運動をコントロールシャフト16の軸方向への直線運動に変換するためのものである。そして、上記ブラシレスモータ47の所定の回転角範囲内での回転駆動、例えば同モータ47の10回転分の回転角範囲(0〜3600°)内での回転駆動を通じて、コントロールシャフト16が軸方向に変位させられ、可変動弁機構14が駆動される。
As shown in FIG. 2, a
ちなみに、ブラシレスモータ47を正回転させると、コントロールシャフト16は先端(図中左端)側に変位し、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置が互いに接近するように変更される。また、ブラシレスモータ47を逆回転させると、コントロールシャフト16は基端(図中右端)側に変位し、入力アーム17と出力アーム18との揺動方向についての相対位置が互いに離間するように変更される。こうしたブラシレスモータ47の回転駆動による入力アーム17及び出力アーム18の揺動方向についての相対位置の変更を通じて、吸気カム11aの回転により出力アーム18が揺動したときの吸気バルブ9の最大リフト量、及び吸気カム11aの作用角が可変とされる。
Incidentally, when the
ブラシレスモータ47には、三つの電気角センサS1〜S3、及び二つの位置センサS4,S5が設けられている。
三つの電気角センサS1〜S3は、ブラシレスモータ47の回転時、同モータ47のロータと一体回転する4極の多極マグネットの磁気に応じて、図3(a)〜(c)に示されるようなパルス状の信号を互いに位相をずらした状態で出力するものである。そして、こうしたパルス信号の波形がえられるように、上記ロータに対する各電気角センサS1〜S3の周方向位置は定められている。なお、各電気角センサS1〜S3のうちの一つのセンサから出力されるパルス信号のエッジは、ブラシレスモータ47の45°回転毎に発生している。また、上記一つのセンサからのパルス信号は、他の2つのセンサからのパルス信号に対し、ブラシレスモータ47の30°回転分だけそれぞれ進み側及び遅れ側に位相がずれた状態となっている。
The
The three electrical angle sensors S1 to S3 are shown in FIGS. 3A to 3C according to the magnetism of the four-pole multipolar magnet that rotates integrally with the rotor of the
二つの位置センサS4,S5は、ブラシレスモータ47の回転時、同モータ47のロータと一体回転する48極の多極マグネットの磁気に応じて、図3(d)及び(e)に示されるようなパルス状の信号を出力するものである。そして、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、上記ロータに対する各位置センサS4,S5の周方向位置が定められている。なお、各位置センサS4,S5の内の一方のセンサから出力するパルス信号のエッジは、ブラシレスモータ47の7.5°回転毎に発生している。また、上記一方のセンサからのパルス信号は、他方のセンサからのパルス信号に対し、ブラシレスモータ47の3.75°回転分だけ位相をずらした状態となっている。
As shown in FIGS. 3D and 3E, the two position sensors S4 and S5 correspond to the magnetism of the 48-pole multipole magnet that rotates integrally with the rotor of the
従って、電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ間隔が15°であるのに対し、位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジ間隔は3.75°と上記15°というエッジ間隔よりも短くなっている。更に、電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ発生から次回のエッジ発生までには、位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジが4回発生するようになっている。 Therefore, while the edge interval of the pulse signals from the electrical angle sensors S1 to S3 is 15 °, the edge interval of the pulse signals from the position sensors S4 and S5 is 3.75 °, which is larger than the edge interval of 15 °. It is getting shorter. Further, the edge of the pulse signal from the position sensors S4 and S5 is generated four times from the generation of the edge of the pulse signal from the electrical angle sensors S1 to S3 to the next generation of the edge.
上記各センサS1〜S5やブラシレスモータ47の電力線は、可変動弁機構14の駆動制御、すなわちブラシレスモータ47の回転駆動制御を行うモータ用制御装置50に接続されている。
The power lines of the sensors S1 to S5 and the
このモータ用制御装置50は、各種の演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果が一時的に記憶されるRAMや不揮発性メモリ57、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。そして、各位置センサS4、S5の信号に基づいてブラシレスモータ47の相対回転角が検出されるとともに、その検出される相対回転角と予め学習された基準位置とに基づいてブラシレスモータ47の絶対回転角が算出される。また、各電気角センサS1〜S3から出力されるパルス信号のパターンに応じてU相、V相、W相といった各通電相への電力供給の切り換えが行われ、これによりブラシレスモータ47が回転される。
The
このモータ用制御装置50と、エンジン1の各種制御を行うエンジン用制御装置51とは、通信線60で接続されている。
このエンジン用制御装置51も、各種演算処理を実行するCPU、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果が一時的に記憶されるRAM、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
The
The
エンジン用制御装置51の入力ポートには、上記モータ用制御装置50からの各種信号が上記通信線60を介して入力されるほか、以下のような各種センサ及びスイッチなども接続されている。
Various signals from the
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダルの踏み込み量(アクセル操作量ACCP)を検出するアクセルセンサ52。
・エンジン1の吸気通路7に設けられたスロットルバルブの開度(スロットル開度TA)を検出するスロットルセンサ53。
An accelerator sensor 52 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator operation amount ACCP) that is depressed by the driver of the automobile.
A throttle sensor 53 that detects the opening of the throttle valve (throttle opening TA) provided in the
・上記吸気通路7を介して燃焼室6に吸入される空気の量、すなわち吸入空気量GAを検出するエアフロメータ54。
・エンジン1の出力軸の回転に対応する信号を出力して機関回転速度NEの検出等に用いられるクランク角センサ55。
An
A crank angle sensor 55 that outputs a signal corresponding to the rotation of the output shaft of the
・自動車の運転者により切り換え操作され、現在の切換位置に対応した信号を出力するイグニッションスイッチ56。
このイグニッションスイッチ56がオンにされると、モータ用制御装置50やエンジン用制御装置51には、バッテリ70から電力が供給され、モータ用制御装置50とエンジン用制御装置51との間で上記通信線60を介した相互通信が開始されるともに、スタータモータが駆動されてエンジン1の始動が開始される。また、イグニッションスイッチ56がオフにされると、所定の処理がなされた後、モータ用制御装置50やエンジン用制御装置51への電力供給が遮断されるとともに機関停止が行われる。
An
When the
上記エンジン用制御装置51は、上記各種センサ等から入力した検出信号や、モータ用制御装置50からの各種信号等に基づいて機関運転状態を把握する。そして、その把握した機関運転状態に基づいてブラシレスモータ47を駆動するべく、モータ用制御装置50に対して駆動指令値を出力する。そして、モータ用制御装置50は、その駆動指令値に基づいてブラシレスモータ47を駆動し、コントロールシャフト16が軸方向に変位されることにより、可変動弁機構14の駆動を通じた吸気バルブ9のバルブ特性制御が行われる。
The
吸気バルブ9のバルブ特性、すなわち吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角は、コントロールシャフト16の軸方向位置、言い換えればブラシレスモータ47の上記所定回転角範囲内での回転角に対応したものとなる。従って、吸気バルブ9のバルブ特性を精密に制御するには、ブラシレスモータ47の回転角を正確に検出し、その回転角が目標とするバルブ特性に対応する回転角となるようブラシレスモータ47を駆動することが重要になる。
The valve characteristics of the
以下、本実施形態におけるブラシレスモータ47の回転角の検出手順について、図3のタイミングチャート及び図4のフローチャートを併せ参照して説明する。
図3において、(a)〜(e)は、ブラシレスモータ47の回転時における同モータ47の回転角変化に対し、各センサS1〜S5からパルス信号がどのように出力されるかを示した波形図である。また、(f)〜(h)は、ブラシレスモータ47の回転時における同モータ47の回転角の変化に対し、電気角カウンタE、位置カウンタP(検出用位置カウンタPk)、及びストロークカウンタSのカウンタ値がどのように推移するかを示している。
Hereinafter, the detection procedure of the rotation angle of the
3A to 3E are waveforms showing how pulse signals are output from the sensors S1 to S5 in response to a change in the rotation angle of the
なお、上記電気角カウンタEは、ブラシレスモータ47を駆動すべく同モータ47の通電相を切り換える際に用いられるものである。また、上記位置カウンタPは、エンジン1を運転開始する際のイグニッションスイッチ56のオン操作(イグニッションオン)後、コントロールシャフト16が軸方向にどれだけ変位したか、言い換えればブラシレスモータ47の相対回転角がどれだけ変化したかを表すものである。更に、上記ストロークカウンタSは、コントロールシャフト16の最も先端側に変位した状態を基準とする軸方向位置、言い換えればブラシレスモータ47の上記所定回転角範囲におけるコントロールシャフト16の上記変位状態に対応する端を基準とした同モータ47の回転角を表すものであり、ブラシレスモータの絶対回転角を表している。
The electrical angle counter E is used when the energized phase of the
図4に、上記電気角カウンタE、位置カウンタP(検出用位置カウンタPk)、及びストロークカウンタSのカウンタ値を変化させるためのカウント処理についてその手順を示す。この処理は、モータ用制御装置50によって、位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジ間隔に対応する時間間隔よりも短い間隔をもって周期的に実行される。また、この処理は上記検出手段を構成する。
FIG. 4 shows the procedure of the count process for changing the counter values of the electrical angle counter E, position counter P (detection position counter Pk), and stroke counter S. This process is periodically executed by the
本処理が開始されると、まず、図3(a)〜(c)に示される各電気角センサS1〜S3からのパルス信号の出力パターンに基づき、図3(f)に示されるように電気角カウンタEのカウンタ値を変化させる(S101)。 When this process is started, first, as shown in FIG. 3 (f), the electric signals are output based on the output patterns of the pulse signals from the electric angle sensors S1 to S3 shown in FIGS. 3 (a) to 3 (c). The counter value of the angle counter E is changed (S101).
具体的には、ブラシレスモータ47の正回転時(図中右向き)には、電気角センサS1〜S3からのパルス信号の出力パターンに応じて、「0」〜「m(この実施形態では5)」の範囲内の連続した各整数値が「0」→「1」→「2」→「3」→「4」→「5」→「0」といった順序で順方向に電気角カウンタEのカウンタ値として当てはめられる。また、ブラシレスモータ47の逆回転時(図中左向き)には、電気角センサS1〜S3からのパルス信号の出力パターンに応じて、「0」〜「m(5)」の範囲内の連続した各整数値が「5」→「4」→「3」→「2」→「1」→「0」→「5」といった順序で逆方向に電気角カウンタEのカウンタ値として当てはめられる。そして、この電気角カウンタEのカウンタ値に基づき、ブラシレスモータ47の通電相が切り換えられることで、同モータの正回転方向または逆回転方向への駆動が行われる。
Specifically, when the
続いて、各位置センサS4,S5からのパルス信号の出力パターンに基づき、位置カウンタPのカウンタ値が増減される(S102)。
より詳しくは、図5に示すように、各位置センサS4,S5のうち、一方のセンサからパルス信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとのいずれが生じているか、及び他方のセンサからハイ信号「H」とロー信号「L」とのいずれが出力されているかに応じて、位置カウンタPのカウンタ値に対し「+1」と「−1」とのいずれかが加算される。なお、この図5において、「↑」はパルス信号の立ち上がりエッジを表し、「↓」はパルス信号の立ち下がりエッジを表している。こうした処理を通じて得られる位置カウンタPのカウンタ値は、各位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジを計数した値となる。
Subsequently, the counter value of the position counter P is increased or decreased based on the pulse signal output patterns from the position sensors S4 and S5 (S102).
More specifically, as shown in FIG. 5, one of the position sensors S4 and S5, which one of the rising edge and the falling edge of the pulse signal is generated from one sensor, and the high signal “H” from the other sensor. "+1" or "-1" is added to the counter value of the position counter P depending on whether the low signal "L" is output. In FIG. 5, “↑” represents the rising edge of the pulse signal, and “↓” represents the falling edge of the pulse signal. The counter value of the position counter P obtained through such processing is a value obtained by counting the edges of the pulse signals from the position sensors S4 and S5.
ここで、ブラシレスモータ47の正回転中であれば、位置カウンタPのカウンタ値は、図3(d)及び(e)に示される位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジ毎に「1」ずつ加算されてゆき、図3(g)中の右方向に変化してゆく。また、ブラシレスモータ47の逆回転中であれば、位置カウンタPのカウンタ値は、上記エッジ毎に「1」ずつ減算されてゆき、図3(g)中の左方向に変化してゆく。なお、この位置カウンタPは、イグニッションスイッチ56のオフ操作(イグニッションオフ)がなされたとき、「0」にリセットされる。従って、位置カウンタPのカウンタ値は、イグニッションオン後に、コントロールシャフト16が軸方向にどれだけ変位したか、言い換えればブラシレスモータ47の回転角がどれだけ変化したかを表すものとなる。
Here, if the
そして、図3(g)に示すように変化する位置カウンタPに応じて、図3(h)に示すようにストロークカウンタSは変化する。具体的には、位置カウンタPに対し補正値ΔPを加算することで検出用位置カウンタPkが算出され(S103)、更に検出用位置カウンタPkに対して学習値Prの正負を反転させた値(「−Pr」)を加算して得られる値がストロークカウンタSのカウンタ値として設定される(S104)。なお、上記補正値ΔPについて詳しくは後述するが、通常は「0」になっている。 Then, the stroke counter S changes as shown in FIG. 3 (h) in accordance with the position counter P that changes as shown in FIG. 3 (g). More specifically, the detection position counter Pk is calculated by adding the correction value ΔP to the position counter P (S103), and further, a value obtained by inverting the sign of the learning value Pr with respect to the detection position counter Pk ( A value obtained by adding “−Pr”) is set as a counter value of the stroke counter S (S104). The correction value ΔP will be described in detail later, but is normally “0”.
また、上記学習値Prは、コントロールシャフト16をその移動範囲における図2の左端(先端)側の変位端まで変位させたとき、すなわちブラシレスモータ47の回転角を上記所定の回転角範囲内における上記コントロールシャフト16の変位状態に対応する端まで変化させたときの検出用位置カウンタPkのカウンタ値に対応した値である。換言すればこの学習値Prは、ブラシレスモータ47の回転角検出に際しての初期位置となる値であり、イグニッションオン後に所定の条件下で学習が行われてモータ用制御装置50の不揮発性メモリ57に記憶される。そして、このようにして得られる学習値Prの正負を反転した値を検出用位置カウンタPkのカウンタ値に加算して得られる値であるストロークカウンタSのカウンタ値は、コントロールシャフト16の最も先端側に変位した状態を基準とする同シャフト16の軸方向位置を表すものになる。このことは言い換えれば、ストロークカウンタSのカウンタ値は、ブラシレスモータ47の上記所定回転角範囲におけるコントロールシャフト16の上記変位状態に対応する端を基準とした同モータ47の回転角を表すものになる。
The learning value Pr is obtained when the
モータ用制御装置50は、上記ストロークカウンタSのカウンタ値に基づき、ブラシレスモータ47の回転角を検出する。そして、このモータ用制御装置50は、可変動弁機構14を駆動して吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角といったバルブ特性を制御する際、上記のように検出されたブラシレスモータ47の回転角が、エンジン用制御装置51によって指示された目標バルブ特性に対応する回転角となるようにブラシレスモータ47を駆動する。これにより、吸気バルブ9のバルブ特性は、目標とする特性に向けて精密に制御される。
The
ところで、エンジン1の停止を行うためのイグニッションオフ時に、位置カウンタPのカウンタ値が「0」にリセットされると、その後、イグニッションがオンにされてエンジンの運転が再開されたときに、位置カウンタP等に応じて設定されるストロークカウンタSのカウンタ値がブラシレスモータ47の回転角に対応しなくなる。そこで、上記モータ用制御装置50は、次の処理を行う。
By the way, when the counter value of the position counter P is reset to “0” at the time of turning off the ignition for stopping the
すなわち、イグニッションオフ時に位置カウンタPのカウンタ値が「0」にリセットされる前に、当該カウンタ値を不揮発性メモリ57にカウンタ値Pgとして記憶しておき、その後、イグニッションがオンされたときには、不揮発性メモリ57に記憶されたカウンタ値Pgを位置カウンタPの初期値として設定する。そして、この設定された初期値から位置カウンタPの計数を再開する。こうした処理が行われることにより、エンジン1の運転再開後も、位置カウンタP等に応じて設定されるストロークカウンタSのカウンタ値はブラシレスモータ47の回転角に対応した値になる。
That is, before the counter value of the position counter P is reset to “0” when the ignition is turned off, the counter value is stored in the
ところで、機関運転を停止すべくイグニッションオフしてから機関運転再開時のイグニッションオンまでの間には、機械的ながたつき等によりブラシレスモータ47の回転角が変化するといったことが起こり得る。この場合、運転再開時におけるブラシレスモータ47の回転角が、機関停止時に記憶されたカウンタ値Pgと対応しなくなり、運転再開後に計数が再開される位置カウンタPのカウンタ値は、ブラシレスモータ47の回転角に対応した値からずれた状態になってしまう。
Incidentally, the rotation angle of the
そこで、本実施形態では、イグニッションオフからイグニッションオンまでの間に変化したブラシレスモータ47の回転角を把握するべく、モータ用制御装置50によって以下のような処理が行われる。
Therefore, in the present embodiment, the following processing is performed by the
はじめに、上述した不具合に対処するための処理の概要について、先の図3に示したタイミングチャートを参照して説明する。
図3に示すように、現在の位置カウンタPのカウンタ値が例えば「29」であるときにイグニッションオフされて、不揮発性メモリ57には「29」がカウンタ値Pgとして記憶されたとする。しかし、イグニッションオフ後のエンジン停止中において、機械的ながたつき等によりブラシレスモータ47の回転角が逆回転方向(図中左側)に、例えば図3(g)の矢印aで示される変化量「−13」だけ変化したとすると、上記カウンタ値Pg(「29」)がブラシレスモータ47の実際の回転角と対応しなくなる。このときのブラシレスモータ47の実際の回転角に対応する位置カウンタPのカウンタ値は、同図3に示されるように「16(=29−13)」であり、その値に対し、不揮発性メモリ57に記憶されたカウンタ値Pgは「13」だけ増加側にずれていることになる。
First, an outline of processing for dealing with the above-described problems will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
As shown in FIG. 3, it is assumed that the ignition is turned off when the current counter value of the position counter P is “29”, for example, and “29” is stored in the
従って、イグニッションオン時に上記カウンタ値Pgを位置カウンタPの初期値に設定しても、位置カウンタP等に基づき設定されるストロークカウンタSのカウンタ値はブラシレスモータ47の実際の回転角に対応しなくなる。すなわち、図3(h)に示されるストロークカウンタSのカウンタ値が、コントロールシャフト16の実際の軸方向位置に対応する値(この場合は「331」)に対し、「13」だけ増加側にずれた状態(「344」)になる。その結果、ストロークカウンタSのカウンタ値に基づき検出されるブラシレスモータ47の回転角は不正確になる。このように、検出されるブラシレスモータ47の回転角が不正確になると、ブラシレスモータ47を駆動して吸気バルブ9のバルブ特性を目標の特性に制御しようとしても、それを正しく行うことができなくなり、機関運転に対して悪影響を与えるおそれがある。
Therefore, even if the counter value Pg is set to the initial value of the position counter P when the ignition is turned on, the counter value of the stroke counter S set based on the position counter P or the like does not correspond to the actual rotation angle of the
そこで、イグニッションオン時の位置カウンタP(より正確には検出用位置カウンタPk)のカウンタ値をブラシレスモータ47の実際の回転角に対応させるため、先の図4におけるステップS103の処理で用いられる補正値ΔPに関係した、以下に示す[1]〜[3]の処理が、モータ用制御装置50によって実行される。
Therefore, in order to make the counter value of the position counter P (more precisely, the detection position counter Pk) when the ignition is on correspond to the actual rotation angle of the
[1]イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Eg、及び、そのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の電気角カウンタEのカウンタ値Eiに基づき、エンジン停止中におけるブラシレスモータ47の回転角の変化量を位置カウンタPのカウンタ値の変化に置き換えた値である変化量相当値Xを算出する。なお、ここで用いられるカウンタ値Eiについてはイグニッションオン時に得ることができる。これは、電気角カウンタEのカウンタ値は電気角センサS1〜S3の出力パターンに応じて変化するものであって、イグニッションオン直後であっても上記出力パターンに応じて直ちに決定されるためである。そして、イグニッションオン時の電気角カウンタEのカウンタ値は、イグニッションオン毎にモータ用制御装置50の不揮発性メモリ57にカウンタ値Eiとして記憶される。
[1] Based on the counter value Eg of the electric angle counter E when the ignition is turned off and the counter value Ei of the electric angle counter E when the ignition is turned on for the first time after the ignition is turned off, the rotation angle of the
[2]イグニッションオン時に上記変化量相当値X(先の図3に示した一例では「13」)が算出された後、その変化量相当値Xと上記不揮発性メモリ57に記憶された位置カウンタPのカウンタ値Pg(「29」)との差分が、ブラシレスモータ47の実際の回転角に対応する位置カウンタPのカウンタ値(「16」)として算出される。そして、上記差分(X−Pg)が位置カウンタPのカウンタ値の補正に用いられる補正値ΔPとして設定される。
[2] After the change amount equivalent value X (“13” in the example shown in FIG. 3) is calculated when the ignition is turned on, the change amount equivalent value X and the position counter stored in the
[3]上記イグニッションオン時、イグニッションオフの際に「0」にリセットされている位置カウンタPのカウンタ値に対し上記補正値ΔP分の補正を加え、その補正後の値がブラシレスモータ47の回転角の検出に用いられる検出用位置カウンタPkのカウンタ値として設定される。この検出用位置カウンタPkのカウンタ値の設定は、図4のステップS103の処理を通じて行われる。
[3] When the ignition is on, the correction of the correction value ΔP is added to the counter value of the position counter P that is reset to “0” when the ignition is off, and the corrected value is the rotation of the
以上の[1]〜[3]の処理を実行することで、イグニッションオン時の位置カウンタPに対し検出用位置カウンタPkが補正値ΔP分だけ変化し、その検出用位置カウンタPkのカウンタ値がブラシレスモータ47の実際の回転角に対応した値となる。そして、その検出用位置カウンタPk等を用いて設定されるストロークカウンタSのカウンタ値に基づいてブラシレスモータ47の回転角が正確に検出されるようになる。
By executing the above processes [1] to [3], the position counter Pk for detection changes by the correction value ΔP with respect to the position counter P when the ignition is turned on, and the counter value of the position counter Pk for detection is changed. The value corresponds to the actual rotation angle of the
次に、上記[1]の処理で行われる変化量相当値Xの算出について、更に詳しく説明する。
変化量相当値Xは、次式(1)に基づいて算出される。
Next, the calculation of the change amount equivalent value X performed in the process [1] will be described in more detail.
The change amount equivalent value X is calculated based on the following equation (1).
X=(Eg−Ei)・n+(Pgをnで割った余り) …(1)
この式(1)で用いられる「n」は、電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ間において位置センサS4,S5から出力されるパルス信号のエッジ数を表しており、この実施形態では「4」になっている。そして、式(1)の「(Eg−Ei)・4」という項は、イグニッションオフ時のカウンタ値Egと、その後の最初のイグニッションオン時のカウンタ値Eiとの差分を、位置カウンタPのカウンタ値の変化に置き換えた値になる。なお、イグニッションオフ時の位置カウンタPのカウンタ値Pgが電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ発生時の値、例えば「28」という値になっていれば、「(Eg−Ei)・4」という項をそのまま変化量相当値Xとして用いることが可能である。
X = (Eg−Ei) · n + (the remainder obtained by dividing Pg by n) (1)
“N” used in the equation (1) represents the number of edges of the pulse signals output from the position sensors S4 and S5 between the edges of the pulse signals from the electrical angle sensors S1 to S3. It is “4”. The term “(Eg−Ei) · 4” in the equation (1) indicates the difference between the counter value Eg when the ignition is turned off and the counter value Ei when the ignition is turned on for the first time. The value is replaced with a change in value. If the counter value Pg of the position counter P when the ignition is off is a value when an edge of the pulse signal from the electrical angle sensors S1 to S3 occurs, for example, a value of “28”, “(Eg−Ei) · The term “4” can be used as the change amount equivalent value X as it is.
一方、上記位置カウンタPのカウンタ値Pgが電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ発生時の値(「28」等)でない場合、その値からのずれ分だけ「(Eg−Ei)・4」という項も正確な変化量相当値Xからずれた状態になる。例えば、先の図3に示した一例のように、カウンタ値Pgが「29」である場合、「(Eg−Ei)・4」という項は、「28」からのカウンタ値Pgのずれ分である「1」だけ正確な変化量相当値Xからずれた状態になる。この正確な変化量相当値Xからの「(Eg−Ei)・4」という項のずれ分は、イグニッションオフ時の位置カウンタPのカウンタ値Pgを上記エッジ数nである「4」で割った余りと一致する。従って、上記式(1)に示されるように、「(Eg−Ei)・4」という項に上記余りを加算して変化量相当値Xを算出することで、変化量相当値Xを正確に求めることができる。 On the other hand, if the counter value Pg of the position counter P is not the value at the time of edge generation of the pulse signal from the electrical angle sensors S1 to S3 (such as “28”), the difference from the value is “(Eg−Ei) · The term “4” also deviates from the accurate change amount equivalent value X. For example, as in the example shown in FIG. 3, when the counter value Pg is “29”, the term “(Eg−Ei) · 4” is the deviation of the counter value Pg from “28”. A certain amount of “1” deviates from an accurate change amount equivalent value X. The deviation of the term “(Eg−Ei) · 4” from the exact change amount equivalent value X is obtained by dividing the counter value Pg of the position counter P when the ignition is off by “4” which is the number of edges n. Matches the remainder. Therefore, as shown in the above equation (1), by adding the remainder to the term “(Eg−Ei) · 4” and calculating the change amount equivalent value X, the change amount equivalent value X is accurately calculated. Can be sought.
次に、イグニッションスイッチ56のオフ操作及びオン操作がなされたときの位置カウンタPの処理手順を図6に示す。この停止時・始動時位置カウンタ処理は、モータ用制御装置50によって、位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジ間隔に対応する時間間隔よりも短い間隔をもって周期的に実行される。また、この処理は上記算出手段を構成する。
Next, FIG. 6 shows a processing procedure of the position counter P when the
本処理が開始されると、まず、エンジン1の停止のためにイグニッションスイッチ56がオンからオフに切り換えられた直後であるか否かが判断される(S201)。そして、肯定判定される場合には、位置カウンタPのカウンタ値がイグニッションオフ時のカウンタ値Pgとして不揮発性メモリ57に記憶される(S202)。
When this process is started, first, it is determined whether or not it is immediately after the
続いて、電気角カウンタEのカウンタ値がイグニッションオフ時のカウンタ値Egとして不揮発性メモリ57に記憶され(S203)、その後、位置カウンタPが「0」にリセットされて(S204)、本処理は終了される。
Subsequently, the counter value of the electrical angle counter E is stored in the
上記ステップS201で否定判定であれば、エンジン始動のためにイグニッションスイッチ56がオフからオンに切り換えられた直後であるか否かの判断が行われる(S205)。そして、肯定判定される場合には、上記[1]の処理による変化量相当値Xの算出(S206)、及び上記[2]の処理による補正値ΔPの算出(S207)が順次行われて、本処理は終了される。
If the determination in step S201 is negative, it is determined whether or not it is immediately after the
次に、ストロークカウンタSのカウンタ値を設定するのに用いられる学習値Prの学習手順(すなわち初期位置学習の手順)、及びその学習値Prの学習完了に関係して検出用位置カウンタPkのカウンタ値から上記補正値ΔP分を除く手順について、位置カウンタ学習処理を示す図7のフローチャートを参照して説明する。この処理は、モータ用制御装置50によって、位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジ間隔に対応する時間間隔よりも短い間隔をもって周期的に実行される。
Next, the learning value Pr learning procedure (that is, the initial position learning procedure) used to set the counter value of the stroke counter S, and the counter of the detection position counter Pk in relation to the completion of learning of the learning value Pr. A procedure for removing the correction value ΔP from the value will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 showing the position counter learning process. This process is periodically executed by the
本処理が開始されると、まず、イグニッションオン後における学習値Prの学習が未完であるとき、すなわちイグニッションオン後に一度も学習値Prの不揮発性メモリ57への記憶が行われておらず(S301:YES)、且つ、学習実行条件が成立しているときに(S302:YES)、学習値Prを学習するべく以下の処理が行われる。
When this process is started, first, when learning of the learning value Pr is not completed after the ignition is turned on, that is, the learning value Pr has not been stored in the
まず、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角が最小となる変位端(コントロールシャフト16先端側の変位端)に向けてコントロールシャフト16が変位される(S303)。すなわち、ブラシレスモータ47の回転角が、上記所定の回転角範囲における上記コントロールシャフト16の変位状態に対応する端まで変化される。
First, the
次に、コントロールシャフト16が上記変位端に到達したか否かが、例えば位置カウンタPの変化が生じていない状態であるか否かに基づいて判断される(S304)。そして、位置カウンタPの変化が生じていない状態であり、コントロールシャフト16が上記変位端に到達した旨判断されると、そのときの検出用位置カウンタPkのカウンタ値が学習値Prとして不揮発性メモリ57に記憶される(S305)。こうして学習値Prの学習が完了することとなる。
Next, whether or not the
なお、上記ステップS302の学習実行条件としては、エンジン1のフューエルカット中であること等の条件があげられる。こうしたエンジン1のフューエルカット中という条件が学習実行条件に含まれているのは、コントロールシャフト16を上記変位端まで変位させる際、フューエルカット中であれば上記コントロールシャフト16の変位によるエンジン1の運転状態への影響が少なく、学習値Prの学習を実行するうえで都合がよいためである。
The learning execution condition in step S302 includes a condition that the
上記のように不揮発性メモリ57に記憶された学習値Prは、図4のステップS104の処理において、検出用位置カウンタPkに対し正負を反転させた状態で加算され、その加算後の値がストロークカウンタSのカウンタ値として設定される。そして、イグニッションオン後、位置カウンタPに補正値ΔP分の補正を加えた値を検出用位置カウンタPkのカウンタ値とした状態で学習値Prの学習が行われ、その学習の結果として不揮発性メモリ57に記憶された学習値PrがストロークカウンタSに反映されると、同カウンタSのカウンタ値は補正値ΔPが反映された状態になる。そのため、学習値Prの学習後(不揮発性メモリ57への記憶後)においては、検出用位置カウンタPkのカウンタ値に含まれる補正値ΔP分は不要であって、この補正値ΔP分が検出用位置カウンタPkのカウンタに含まれた状態では、同カウンタ値等に基づき設定されるストロークカウンタSのカウンタ値が不適切になる。その結果、ストロークカウンタSのカウンタ値に基づき検出されるブラシレスモータ47の回転角も不正確なものになる。
The learning value Pr stored in the
こうした問題を回避するため、図7の位置カウンタ学習処理においては、学習値Prの学習(S303〜S305)が完了した後、補正値ΔPが「0」に設定される(S306)。これにより、検出用位置カウンタPkから上記補正値ΔP分が除かれて、上述した問題が回避される。 In order to avoid such a problem, in the position counter learning process of FIG. 7, after the learning of the learning value Pr (S303 to S305) is completed, the correction value ΔP is set to “0” (S306). As a result, the correction value ΔP is removed from the detection position counter Pk, and the above-described problem is avoided.
ところで、機関始動時などにおけるバッテリの電圧低下や、モータ用制御装置50に電力を供給する電力線等の一時的な接触不良等により、上記位置カウンタPを検出するモータ用制御装置50が非通電状態にされてしまうと、同モータ用制御装置50は位置カウンタPのカウンタ値を算出することができなくなる。そのため、その非通電中においてブラシレスモータ47の実際の回転角が変化しても、その回転角の変化はカウンタ値に反映されることがない。そのため、非通電後、モータ用制御装置50に対して電力供給が開始されて回転角の検出が可能になったとしても、検出される回転角、すなわち位置カウンタPのカウンタ値は実際の回転角からずれており、バルブ特性の現状値を正確に検出することはできない。
By the way, the
この点、上記停止時・始動時位置カウンタ処理が行われる本実施形態においては、以下の効果が得られる。
イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Eg、すなわちモータ用制御装置50への電力供給が遮断される直前のカウンタ値Egと、そのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の電気角カウンタEのカウンタ値Ei、すなわちモータ用制御装置50への電力供給が開始された直後のカウンタ値Egとが検出される。そして、それらカウンタ値Eg及びカウンタ値Eiに基づき、機関始動後、モータ用制御装置50への通電が開始されるまでの間に変化したブラシレスモータ47の回転角が算出される。そのため、機関始動時にあってモータ用制御装置50への通電が一時的に滞ったとしても、その後通電状態になれば、モータ用制御装置50への電力供給が遮断されてから電力供給が開始されるまでの間に変化したブラシレスモータ47の回転角を求めることも可能である。
In this respect, in the present embodiment in which the stop / start position counter processing is performed, the following effects are obtained.
The counter value Eg of the electric angle counter E when the ignition is turned off, that is, the counter value Eg immediately before the power supply to the
ところで、ブラシレスモータ47の通電相を切り換えるために算出される電気角カウンタEのカウンタ値は、上述したように周期的に変更される値である。そのため、上記停止時・始動時位置カウンタ処理にてイグニッションオン時に得られた電気角カウンタEのカウンタ値Eiは、イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Egから1周期以内のカウンタ値である場合と、1周期を超えた後のカウンタ値である場合とがあり、後者の場合には、上記変化量相当値Xが誤って算出されてしまう。このように変化量相当値Xが誤って算出されてしまうと、検出される回転角が実際の回転角からずれてしまうようになる。
Incidentally, the counter value of the electrical angle counter E calculated for switching the energized phase of the
ここで、エンジン1の稼働中にあっては、機械的ながたつきや吸気バルブ9を付勢するバルブスプリング24からの反力等に起因して可変動弁機構14の可動部(例えば上記コントロールシャフト16等)が移動し、その可動部の移動に伴ってブラシレスモータ47の回転角が変化することがある。そこで、本実施形態では、回転角の変化が起きやすいエンジン1の稼働中にあって、モータ用制御装置50への電力供給が行われていないときには、同モータ用制御装置50によって検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定する、ずれ判定処理を行うようにしている。
Here, during the operation of the
図8に、そのずれ判定処理の手順を示す。なお、本処理は、エンジン用制御装置51によって所定周期毎に繰り返し実行される。また、本処理は、上記判定手段を構成する。
本処理が開始されるとまず、モータ用制御装置50に電力供給が行われているか否かが判定される(S400)。ここでは、以下のようにして電極供給の有無が判定される。
FIG. 8 shows the procedure of the deviation determination process. This process is repeatedly executed at predetermined intervals by the
When this process is started, first, it is determined whether or not power is supplied to the motor control device 50 (S400). Here, the presence or absence of electrode supply is determined as follows.
すなわち、モータ用制御装置50とエンジン用制御装置51とは上記通信線60を介して相互通信を行うようにしている。ここで、モータ用制御装置50への電力供給が行われていないときには、モータ用制御装置50からエンジン用制御装置51への通信が途絶するため、それらの相互通信の途絶をもってモータ用制御装置50への電力供給が行われていないと判定することができる。そこで、相互通信が途絶していることを示す通信途絶フラグTFが用意されており、エンジン用制御装置51は、相互通信がなされている場合に、この通信途絶フラグTFを「0」にする一方、相互通信が途絶しているときには同通信途絶フラグTFを「1」にする。そして、ステップS400において、通信途絶フラグTFが「1」となっている場合には、モータ用制御装置50に電力供給が行われていない、すなわちモータ用制御装置50は非通電状態であると判定されて(S400:NO)、次のステップS410以降の処理が行われる。
That is, the
ステップS410では、現在の機関回転速度NEが予め設定された判定値A以上となっているか否かが判定され、機関回転速度NEが判定値A以上である場合には(S410:YES)、エンジン用制御装置51に設けられたタイマ58の作動が開始される(S420)。このタイマ58によって、機関回転速度NEが判定値A以上であった時間が計測される。
In step S410, it is determined whether or not the current engine speed NE is equal to or higher than a predetermined determination value A. If the engine speed NE is equal to or higher than the determination value A (S410: YES), the engine is determined. The operation of the
一方、機関回転速度NEが判定値Aに満たない場合には(S410:NO)、タイマ58の作動が停止される(S460)。ここでは、すでにタイマ58の作動が開始されている場合には、その作動が一時的に停止されて現在のタイマ値Tが保持される。また、タイマ58の作動が開始されていない場合には、タイマ58の作動停止状態がそのまま維持される。そして、本処理は一旦終了される。ステップS460におけるタイマ58の作動停止は、次以降の本処理の実行周期にあって、ステップS400での否定判定及びステップS410での肯定判定後、ステップS420の処理が行われることにより解除され、ステップS460にて保持されたタイマ値Tから時間計測が開始される。従って、タイマ58のタイマ値Tは、モータ用制御装置50が非通電状態であって、かつ機関回転速度NEが判定値A以上であった時間の累積時間が反映される。なお、ステップS410,ステップS420、ステップS460、及びタイマ58は、上記計測手段を構成する。
On the other hand, when the engine speed NE is less than the determination value A (S410: NO), the operation of the
次に、タイマ58のタイマ値Tが判定時間B以上であるか否かが判定される(S430)。この判定時間Bは、上記電気角カウンタEが1周期分変化する時間、すなわち「0」→「1」→「2」→「3」→「4」→「5」といった順に周期的に変化する電気角カウンタEのカウンタ値の1周期の時間よりも長い時間に設定されている。また、エンジン1の稼働中にあって、モータ用制御装置50の非通電中に変化する実際の回転角の変化量は、機関回転速度NEが高いときほど大きくなる傾向にある。そのため、図9に示すように、判定時間Bは機関回転速度NEが高くなるほど短くなるように可変設定される。
Next, it is determined whether or not the timer value T of the
そして、タイマ値Tが判定時間Bに満たない場合には(S430:NO)、本処理は一旦終了される。
一方、タイマ値Tが判定時間B以上である場合には(S430:YES)、機関回転速度NEが判定値A以上である時間がある程度長くなっており、エンジン1は確実に稼働中であると判断される。そして、エンジン1が稼働中であると判断することができる状況にあって、モータ用制御装置50への電力供給が行われていないため、検出されるブラシレスモータ47の回転角は実際の回転角からずれていると判定され、ずれ発生フラグEFが「0」から「1」に変更される(S440)。そして、タイマ値Tは「0」に初期化されて、本処理は一旦終了される。このようにして、ずれ発生フラグEFが「1」にされると、モータ用制御装置50への通電が開始された後に、上記位置カウンタ学習処理が実行され、検出される回転角と実際の回転角とのずれが修正される。
When the timer value T is less than the determination time B (S430: NO), this process is temporarily terminated.
On the other hand, when the timer value T is equal to or longer than the determination time B (S430: YES), the time during which the engine speed NE is equal to or higher than the determination value A is somewhat long, and the
先のステップS400において、通信途絶フラグTFが「0」となっている場合には、モータ用制御装置50に電力供給が行われている、すなわちモータ用制御装置50は通電状態であると判定され(S400:YES)、現在、タイマ58が作動中であるか否かが判定される(S470)。そして、タイマ58が作動していない場合には(S470:NO)、本処理は一旦終了される。
In the previous step S400, when the communication interruption flag TF is “0”, it is determined that electric power is supplied to the
一方、タイマ58が作動中である場合には(S470:YES)、タイマ58の作動が停止されて(S480)、タイマ値Tは「0」に初期化され(S490)、先に説明した停止時・始動時位置カウンタ処理が実行される(S500)。なお、ステップS500にて停止時・始動時位置カウンタ処理が実行されるときには、イグニッションオン時のカウンタ値Eiとして、モータ用制御装置50への通電が開始された時点での電気角カウンタEのカウンタ値が設定される。そして、本処理は一旦終了される。
On the other hand, when the
図10及び図11に、機関始動時において上記ずれ判定処理が実行されたときの態様を示す。なお、図10には、機関始動後、機関回転速度が安定して増大する場合の態様を示し、図11には、機関始動後、機関回転速度が不安定に変動した後に増大する場合の態様を示す。 FIG. 10 and FIG. 11 show an aspect when the deviation determination process is executed at the time of engine start. FIG. 10 shows an aspect in the case where the engine rotational speed stably increases after the engine is started. FIG. 11 shows an aspect in the case where the engine rotational speed increases after the engine has been unstablely changed after the engine is started. Indicates.
図10に示すように、まず、イグニッションスイッチ56がオンにされると、エンジン用制御装置51に通電が開始される。その後、本来であれば、モータ用制御装置50に通電が開始されて、通信途絶フラグTFは「0」のままになるのであるが、この図10に示すように、モータ用制御装置50への通電が開始されない場合には、通信途絶フラグTFが「1」に変更される(時刻t1)。
As shown in FIG. 10, first, when the
そして、スタータモータの駆動が開始されて、エンジン1のクランクシャフトが回転し始め、機関回転速度NEが判定値A以上になると(時刻t2)、タイマ58の作動が開始されて、タイマ値Tは増大してゆく。
When the starter motor starts to be driven, the crankshaft of the
そして、タイマ値Tが判定時間Bに達すると(時刻t3)、ずれ発生フラグEFが「0」から「1」に変更されて、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定され、上記位置カウンタ学習処理が実行されることにより、検出されるブラシレスモータ47の回転角と実際の回転角とのずれが修正される。
When the timer value T reaches the determination time B (time t3), the deviation occurrence flag EF is changed from “0” to “1”, and the detected rotation angle of the
一方、図10に一点鎖線にて示すように、タイマ値Tが判定時間Bに達する前にモータ用制御装置50への通電が開始されると、タイマ値Tは初期化されて、上記の停止時・始動時位置カウンタ処理が実行され、これにより検出されるブラシレスモータ47の回転角と実際の回転角とのずれが修正される。
On the other hand, as shown by the one-dot chain line in FIG. 10, when energization to the
一方、図11に示すように、機関回転速度が変動する場合には、スタータモータの駆動開始後、最初に機関回転速度NEが判定値A以上となったときに(時刻t1)、タイマ58の作動が開始されてタイマ値Tは増大していく。そして、機関回転速度NEが判定値A未満になると(時刻t2)、タイマ58の作動は一時停止されて、その一時停止直前のタイマ値Tが保持される。そして、再び機関回転速度NEが判定値A以上になると(時刻t3)、タイマ58の作動が再開され、タイマ値Tは、保持されていた値から増大されていく。その後、こうしたタイマ58の作動と一時停止とが繰り返されて、タイマ値Tが上記判定時間Bに達すると(時刻t4)、上述したように、ずれ発生フラグEFが「0」から「1」に変更されて、上記位置カウンタ学習処理が実行される。また、図示はしないが、先の図10と同様に、累積されていくタイマ値Tが判定時間Bに達する前にモータ用制御装置50への通電が開始されると、タイマ値Tは初期化されて、上記の停止時・始動時位置カウンタ処理が実行される。
On the other hand, as shown in FIG. 11, when the engine rotational speed fluctuates, when the engine rotational speed NE first becomes equal to or higher than the determination value A after the start of driving the starter motor (time t1), the
このように、本実施形態では、タイマ値Tと比較する判定時間Bを、電気角カウンタEが1周期分変化する時間よりも長い時間に設定するようにしている。そのため、イグニッションオン時に得られた電気角カウンタEのカウンタ値Eiが、イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Egから1周期以内のカウンタ値である場合には、上記停止時・始動時位置カウンタ処理によって、検出される回転角と実際の回転角とのずれ量が適切に求められる。一方、イグニッションオン時に得られた電気角カウンタEのカウンタ値Eiが、イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Egから1周期を超えた後のカウンタ値である場合には、検出される回転角が実際の回転角からずれていることが上記ずれ判定処理によって判定される。従って、停止時・始動時位置カウンタ処理による上記変化量相当値Xの算出が適切に行えず、検出される回転角が実際の回転角からずれている場合に、そのずれの発生を検出することが可能となる。 Thus, in the present embodiment, the determination time B to be compared with the timer value T is set to a time longer than the time during which the electrical angle counter E changes by one cycle. Therefore, when the counter value Ei of the electrical angle counter E obtained when the ignition is on is a counter value within one cycle from the counter value Eg of the electrical angle counter E when the ignition is off, By the counter process, a deviation amount between the detected rotation angle and the actual rotation angle is appropriately obtained. On the other hand, if the counter value Ei of the electrical angle counter E obtained when the ignition is on is the counter value after exceeding one cycle from the counter value Eg of the electrical angle counter E when the ignition is off, the detected rotation It is determined by the shift determination process that the angle is deviated from the actual rotation angle. Accordingly, when the change amount equivalent value X cannot be properly calculated by the stop / start position counter process and the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle, the occurrence of the deviation is detected. Is possible.
また、エンジン1では機関回転速度NEの計測が一般的に行われており、機関回転速度NEと予め設定された回転速度である判定値Aとの比較や、機関回転速度NEが予め設定された回転速度を超えている時間の計測などは比較的簡易な構成にて実施することができる。そこで、本実施形態では、機関回転速度NEが判定値Aを超えている時間を計測し、その計測された時間が判定時間B以上であれば、エンジン1が稼働中であると判断する。そして、このようにエンジン1が稼働中であると判断することができる状況にあって、モータ用制御装置50への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定するようにしている。従って、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれているか否かを、適切に且つ簡易な構成にて判定することができる。
Further, in the
以上説明した本実施形態によれば、次の効果を得ることができるようになる。
(1)モータ用制御装置50への電力供給状態とエンジン1の稼働状態とを検出するとともに、エンジン1が稼働中であってモータ用制御装置50への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定するずれ判定処理を行うようにしている。従って、可変動弁機構14を駆動するブラシレスモータ47の回転角を検出する場合にあって、検出される回転角が実際の回転角からずれていることを好適に判定することができるようになる。
According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The power supply state to the
(2)機関回転速度NEが予め設定された回転速度である判定値Aを超えている時間を計測し、その計測された時間であるタイマ値Tが判定時間B以上であって、かつモータ用制御装置50への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される回転角が実際の回転角からずれていると判定するようにしている。従って、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれているか否かを、適切に且つ簡易な構成にて判定することができるようになる。
(2) The time during which the engine speed NE exceeds the determination value A that is a preset rotation speed is measured, and the timer value T that is the measured time is equal to or greater than the determination time B, and for the motor When a state in which power supply to the
(2)機関回転速度NEが判定値Aを超えた時間についてその累積時間を算出し、その算出された累積時間が判定時間B以上であって、モータ用制御装置50への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定するようにしている。そのため、機関始動時などのように機関回転速度が不安定な場合に、機関回転速度NEが判定値Aを超えた時間の総時間が上記累積時間には反映されるようになり、これにより機関回転速度が不安定なときでも、検出される回転角が実際の回転角からずれているか否かを適切に判定することができるようになる。
(2) The accumulated time is calculated for the time when the engine rotational speed NE exceeds the determination value A, and the calculated accumulated time is equal to or longer than the determination time B, and power is supplied to the
(4)機関回転速度NEが高くなるほど判定時間Bを短い時間に設定するようにしている。そのため、上記ずれの判定に要する時間を適切に設定することができるようになる。
(5)モータ用制御装置50とエンジン用制御装置51とを通信線60で接続し、相互通信させるようにしている。そして、その相互通信が途絶している場合に、モータ用制御装置50への電力供給が行われていないと判定するようにしている。従って、モータ用制御装置50への電力供給状態を適切に判定することができるようになる。
(4) The determination time B is set to a shorter time as the engine speed NE increases. For this reason, it is possible to appropriately set the time required for determining the deviation.
(5) The
(6)ずれ判定処理にて、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定された場合には、次の処理を行うようにしている。すなわち、ブラシレスモータ47を駆動して同モータの回転角を上記所定の回転角範囲の端まで変化させ、そのときの位置カウンタPのカウンタ値を初期位置として記憶する初期位置学習(上記位置カウンタ学習処理)を、モータ用制御装置50への電力供給が開始された後に行うようにしている。これにより、検出される回転角と実際の回転角とのずれを修正することができるようになる。
(6) When it is determined in the shift determination process that the detected rotation angle of the
(7)上記停止時・始動時位置カウンタ処理を実行することで、エンジン停止中にブラシレスモータ47の回転角が変化したとしても、イグニッションオン時に検出用位置カウンタPkのカウンタ値をブラシレスモータ47の実際の回転角に対応した値とすることができる。そして、その検出用位置カウンタPk等に基づき設定されるストロークカウンタSのカウンタ値に基づき、ブラシレスモータ47の回転角を正確に検出することができる。従って、その回転角等に基づきブラシレスモータ47を駆動し、吸気バルブ9のバルブ特性を目標の特性に制御しようとしても、それを正しく行えなくなって機関運転に悪影響を及ぼすといった不具合の発生を回避することもできる。
(7) By executing the above stop / start position counter processing, even if the rotation angle of the
(8)上記停止時・始動時位置カウンタ処理で算出される変化量相当値Xは、上記式(1):「X=(Eg−Ei)・n+(Pgをnで割った余り)」という式に基づき算出される。この式(1)の「(Eg−Ei)・4」という項は、イグニッションオフ時のカウンタ値Egと、その後のイグニッションオン時のカウンタ値Eiとの差分を、位置カウンタPのカウンタ値の変化に置き換えた値になる。ここで、位置カウンタPのカウンタ値Pgが電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ発生時の値でない場合、その値からのずれ分だけ「(Eg−Ei)・4」という項も正確な変化量相当値Xからずれた状態になる。この正確な変化量相当値Xからの「(Eg−Ei)・4」という項のずれ分は、イグニッションオフ時の位置カウンタPのカウンタ値Pgを上記エッジ数n(=4)で割った余りと一致する。従って、上記式(1)に示されるように、「(Eg−Ei)・4」という項に上記余りを加算して変化量相当値Xを算出することで、その算出された変化量相当値Xを正確な値にすることができる。 (8) The change equivalent value X calculated by the stop / start position counter process is referred to as the above equation (1): “X = (Eg−Ei) · n + (the remainder obtained by dividing Pg by n)”. Calculated based on the formula. The term “(Eg−Ei) · 4” in the equation (1) indicates the difference between the counter value Eg when the ignition is turned off and the counter value Ei when the ignition is turned on thereafter, and the change in the counter value of the position counter P. The value replaced with. Here, if the counter value Pg of the position counter P is not the value at the time of the edge generation of the pulse signal from the electrical angle sensors S1 to S3, the term “(Eg−Ei) · 4” is also accurate by the deviation from that value. It is in a state deviating from the change amount equivalent value X. The deviation of the term “(Eg−Ei) · 4” from the exact change amount equivalent value X is the remainder obtained by dividing the counter value Pg of the position counter P when the ignition is off by the number of edges n (= 4). Matches. Therefore, as shown in the above equation (1), the change equivalent value X is calculated by adding the remainder to the term “(Eg−Ei) · 4” and calculating the change equivalent value X. X can be an accurate value.
(9)上記停止時・始動時位置カウンタ処理では、イグニッションオン時に得られた電気角カウンタのカウンタ値Eiと、イグニッションオフ時の電気角カウンタのカウンタ値Egとに基づいて上記変化量相当値Xが算出される。ここで、ブラシレスモータ47の通電相を切り換えるために算出される電気角カウンタEのカウンタ値は周期的に変更される値である。そのため、イグニッションオン時に得られた電気角カウンタEのカウンタ値Eiは、イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Egから1周期以内のカウンタ値である場合と、1周期を超えた後のカウンタ値である場合とがあり、後者の場合には、上記変化量相当値Xが誤って算出されてしまう。
(9) In the stop / start position counter process, the change equivalent value X is based on the counter value Ei of the electrical angle counter obtained when the ignition is turned on and the counter value Eg of the electrical angle counter when the ignition is turned off. Is calculated. Here, the counter value of the electrical angle counter E calculated to switch the energized phase of the
この点、本実施形態では、上記のずれ判定処理における判定時間Bを、電気角カウンタEが1周期分変化する時間よりも長い時間に設定するようにしている。そのため、イグニッションオン時に得られた電気角Eカウンタのカウンタ値Eiが、イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Egから1周期以内のカウンタ値である場合には、上記停止時・始動時位置カウンタ処理によって、検出される回転角と実際の回転角とのずれ量が適切に求められる。一方、イグニッションオン時に得られた電気角カウンタEのカウンタ値Eiが、イグニッションオフ時の電気角カウンタEのカウンタ値Egから1周期を超えた後のカウンタ値である場合には、検出される回転角が実際の回転角からずれていることが上記ずれ判定処理によって判定される。従って、停止時・始動時位置カウンタ処理による上記変化量相当値Xの算出が適切に行えず、検出される回転角が実際の回転角からずれている場合に、そのずれの発生を適切に検出することができるようになる。 In this regard, in the present embodiment, the determination time B in the above-described deviation determination processing is set to a time longer than the time during which the electrical angle counter E changes by one cycle. Therefore, if the counter value Ei of the electrical angle E counter obtained when the ignition is on is a counter value within one cycle from the counter value Eg of the electrical angle counter E when the ignition is off, By the counter process, a deviation amount between the detected rotation angle and the actual rotation angle is appropriately obtained. On the other hand, if the counter value Ei of the electrical angle counter E obtained when the ignition is on is the counter value after exceeding one cycle from the counter value Eg of the electrical angle counter E when the ignition is off, the detected rotation It is determined by the shift determination process that the angle is deviated from the actual rotation angle. Therefore, when the above-mentioned change amount equivalent value X cannot be properly calculated by the stop / start position counter processing, and the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle, the occurrence of the deviation is appropriately detected. Will be able to.
(10)イグニッションオフ後、コントロールシャフト16を先端側の変位端まで変位させ、そのときの検出用位置カウンタPkのカウンタ値が学習値Prとして不揮発性メモリ57に記憶することで、当該学習値Prの学習が完了することとなる。この学習完了後の学習値Prの正負を反転させた値がストロークカウンタS(直接的には検出用位置カウンタPk)に加算されると、同カウンタSのカウンタ値は補正値ΔPが反映された状態となる。従って、学習値Prの学習後においては、検出用位置カウンタPkのカウンタ値に含まれる補正値ΔP分は不要であって、この補正を含んだ状態では検出用位置カウンタPk等に基づき設定されるストロークカウンタSのカウンタ値は不適切なものになる。更に、ストロークカウンタSのカウンタ値に基づき検出されるブラシレスモータ47の実際の回転角も不正確なものになる。しかし、学習値Prの学習が完了した後には、補正値ΔPが「0」とされ、検出用位置カウンタPkのカウンタ値から補正値ΔP分が除かれるため、上述した問題が生じるのを回避することができる。
(10) After the ignition is turned off, the
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、上記停止時・始動時位置カウンタ処理を行う可変動弁機構の制御装置において上記ずれ判定処理を行う場合について説明したが、そうした停止時・始動時位置カウンタ処理を行わない場合にも上記ずれ判定処理は適用可能である。この場合にも、モータ用制御装置50への電力供給状態とエンジン1の稼働状態とを検出し、エンジン1が稼働中であってモータ用制御装置50への電力供給が行われていない状態が検出されたときには、検出されるブラシレスモータ47の回転角が実際の回転角からずれていると判定することが可能である。なお、このように停止時・始動時位置カウンタ処理を行わない場合には、ブラシレスモータ47以外のモータで駆動される可変動弁機構の制御装置にも、上記ずれ判定処理を実施することができる。また、停止時・始動時位置カウンタ処理を行わない場合には、判定時間Bを更に短くしてもよい。また、停止時・始動時位置カウンタ処理を行わない場合には、機関回転速度NEが判定値A以上となっていた時間の計測を省略して、機関回転速度NEが「0」よりも高く、かつモータ用制御装置50への電力供給が行われていないことが検出されたときに上記ずれ発生フラグEFを「1」にするようにしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, the case where the deviation determination process is performed in the control device of the variable valve mechanism that performs the stop / start position counter process has been described, but the stop / start position counter process is not performed. In addition, the deviation determination process can be applied. Also in this case, the power supply state to the
・ずれ判定処理をエンジン用制御装置51で行うようにしたが、ずれ判定処理専用の装置を設けるようにしてもよい。
・機関回転速度NEが判定値A以上となっている時間をタイマ58で計測するようにしたが、この他の方法でそうした時間を計測するようにしてもよい。例えば、先の図8に示したステップS400での否定判定、及びステップS410での肯定判定がなされたときに、所定値ずつ(例えば1ずつ)増大されるカウンタを用意し、このカウンタの値に基づいて機関回転速度NEが判定値A以上となっている時間を計測するようにしてもよい。
Although the deviation determination process is performed by the
The time during which the engine speed NE is equal to or greater than the determination value A is measured by the
・判定時間Bは、必ずしも可変とする必要はなく、適宜の固定値とすることも可能である。
・モータ用制御装置50に電力が供給されているか否かを、モータ用制御装置50とエンジン用制御装置51との相互通信が途絶しているか否かに基づいて判定するようにしたが、この他の態様で判定するようにしてもよい。
The determination time B does not necessarily have to be variable, and can be an appropriate fixed value.
Whether or not electric power is supplied to the
・先の図10及び図11では、機関始動時においてモータ用制御装置50が非通電となったときの態様を示した。この他、機関始動が完了し、機関が通常運転に移行した後においてモータ用制御装置50が非通電となったときにも、検出されるブラシレスモータ47の回転角と実際の回転角とはずれてしまう。この点、上記ずれ判定処理は所定周期毎に繰り返し実行されるものであり、機関始動時のみならず、機関が通常運転に移行した後でも繰り返し実行される。そのため、機関が通常運転に移行した後においてモータ用制御装置50が非通電となったときでも、そうしたずれの発生を適切に検出することができる。
FIG. 10 and FIG. 11 show the mode when the
・電気角カウンタEを「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値がカウンタ値として当てはめられるものとし、上記「m」を「5」に設定したが、その値は適宜変更することができる。この場合、電気角センサの数や位置、及び、それら電気角センサの検出対象である多極マグネットの極数が適宜変更される。 -In the electrical angle counter E, each successive integer value within the range of "0" to "m" is assumed to be applied as a counter value, and the above "m" is set to "5", but the value is changed as appropriate. be able to. In this case, the number and position of the electrical angle sensors and the number of poles of the multipolar magnet that is a detection target of the electrical angle sensors are appropriately changed.
・電気角センサS1〜S3からのパルス信号のエッジ間において位置センサS4,S5から出力されるパルス信号のエッジ数nを「4」に設定したが、その値についてはブラシレスモータ47の回転角検出精度を確保し得る位置センサS4,S5からのパルス信号のエッジ間隔に対応する値であればよく、「2」以上の整数値に適宜変更可能である。このようにエッジ数nを変更する際には、位置カウンタの数や位置、及び、それら位置センサの検出対象である多極マグネットの極数が適宜変更される。
The number of edges n of the pulse signals output from the position sensors S4 and S5 is set to “4” between the edges of the pulse signals from the electrical angle sensors S1 to S3, but the rotation angle of the
・ブラシレスモータ47と一体回転する多極マグネットの磁気に応じてパルス信号を出力する位置センサS4,S5を設ける代わりに、ブラシレスモータ47の回転に伴いパルス信号を出力する他のセンサ、例えば光学式のセンサを設けるようにしてもよい。この場合、ブラシレスモータ47と一体回転するスリット付きの円板の厚さ方向側方にそれぞれ発光素子と受光素子を備える光学式のセンサを周方向に複数設け、ブラシレスモータ47の回転時に当該各センサからパルス信号を出力させるようにすることが考えられる。この場合の各センサからのパルス信号の出力パターンについては、スリット付きの円板におけるスリットのパターン、及び光学式のセンサの数や位置によって調整可能である。
Instead of providing position sensors S4 and S5 that output a pulse signal according to the magnetism of a multipolar magnet that rotates integrally with the
・上記位置カウンタ学習処理において、吸気バルブ9の最大リフト量及び吸気カム11aの作用角が最大となる変位端(コントロールシャフト16の基端側の変位端)に向けてコントロールシャフト16を変位させる。そして、コントロールシャフト16が上記基端側の変位端に到達したときの検出用位置カウンタPkのカウンタ値を学習値Prとして記憶するようにしてもよい。
In the position counter learning process, the
・上記実施形態では、可変動弁機構14にて吸気バルブ9のバルブ特性を変更するようにしたが、排気バルブ10のバルブ特性を変更する場合、あるいは吸気バルブ9及び排気バルブ10のバルブ特性を変更する場合にも同様に適用することができる。
In the above embodiment, the valve characteristics of the
・上記実施形態で説明した可変動弁機構14は一例であり、他の構成で吸気バルブ9や排気バルブ10といった機関バルブのバルブ特性(例えば、開時期、閉時期、開弁期間、あるいは最大リフト量等)を可変とする可変動弁機構であっても、本発明は同様に適用することができる。
The
1…エンジン、2…シリンダヘッド、3…シリンダブロック、5…ピストン、6…燃焼室、7…吸気通路、8…排気通路、9…吸気バルブ、10…排気バルブ、11…吸気カムシャフト、11a…吸気カム、12…排気カムシャフト、12a…排気カム、14…可変動弁機構、15…ロッカシャフト、16…コントロールシャフト、17…入力アーム、18…出力アーム、19…ローラ、20…コイルスプリング、21…ロッカアーム、22…ラッシュアジャスタ、23…ローラ、24…バルブスプリング、47…ブラシレスモータ、48…変換機構、51…エンジン用制御装置、50…モータ用制御装置、52…アクセルセンサ、53…スロットルセンサ、54…エアフロメータ、55…クランク角センサ、56…イグニッションスイッチ、57…不揮発性メモリ、58…タイマ、60…通信線、70…バッテリ、S1〜S3:電気角センサ、S4,S5:位置センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記モータは、複数の電気角センサから出力されるパルス信号の出力パターンに応じて周期的に変更される電気角カウンタのカウンタ値に基づいて通電相が切り換えられることで駆動されるブラシレスモータであって、
前記電気角カウンタは、前記ブラシレスモータの正回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を順方向にカウンタ値として当てはめ、前記ブラシレスモータの逆回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を逆方向にカウンタ値として当てはめるものであり、
前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔は、前記ブラシレスモータの回転に伴い各電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔よりも短く設定されており、
前記検出手段は、イグニッションオフ時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eg、及びそのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eiに基づき、イグニッションオフからオンまでの間における前記ブラシレスモータの回転角の変化量を前記位置カウンタのカウンタ値の変化に置き換えた値である変化量相当値として算出する算出手段を備え、
前記算出手段は、前記カウンタ値Egと前記カウンタ値Eiとの差分に対して、前記複数の電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間において前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数nを乗算し、その後に前記乗算により得られた値に対して、イグニッションオフ直前の位置カウンタのカウンタ値Pgを前記エッジ数nで除算した余りを加算することにより、前記変化量相当値を算出するものであり、
前記算出手段は更に、前記変化量相当値とイグニッションオフ時の前記位置カウンタのカウンタ値Pgとの差分を算出し、この算出された差分を、前記モータの実際の回転角に対応させるために前記位置カウンタのカウンタ値を補正する補正値として設定し、
前記位置カウンタのカウンタ値は、前記算出手段により設定された補正値分の補正が加えられるものであり、
前記判定手段は、前記内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度を超えている時間を計測する計測手段を備え、
同計測手段にて計測された時間が所定の判定時間以上であって、かつ前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定し、その判定に基づき同ずれの発生を検出するものであり、
前記判定時間は、前記電気角カウンタが1周期分変化する時間よりも長い時間に設定される
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。 A variable valve mechanism that varies the valve characteristics of the engine valve of the internal combustion engine, a motor that is driven to rotate within a predetermined rotation angle range, and drives the variable valve mechanism, and outputs a pulse signal as the motor rotates. A position sensor that detects the rotation angle of the motor based on a counter value of a position counter that counts edges of pulse signals from the position sensor , a power supply state to the detection means, and the internal combustion engine When the operating state is detected and a state in which the internal combustion engine is operating and power is not supplied to the detecting means is detected, the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle. and a and determination means are, in the control device of the variable valve mechanism for detecting based on the current value of the valve characteristic is variable in the rotational angle,
The motor is a brushless motor that is driven by switching the energized phase based on a counter value of an electrical angle counter that is periodically changed according to an output pattern of pulse signals output from a plurality of electrical angle sensors. And
When the brushless motor is rotating forward, the electrical angle counter uses each successive integer value within the range of “0” to “m” as a counter value in the forward direction according to the output pattern of the pulse signal from each electrical angle sensor. When applying the reverse rotation of the brushless motor, each successive integer value within the range of “0” to “m” is applied as a counter value in the reverse direction according to the output pattern of the pulse signal from each electrical angle sensor. ,
The edge interval of the pulse signal output from the position sensor is set shorter than the edge interval of the pulse signal output from each electrical angle sensor as the brushless motor rotates.
The detection means is based on the counter value Eg of the electrical angle counter when the ignition is turned off, and the counter value Ei of the electrical angle counter when the ignition is turned on for the first time after the ignition is turned off. Calculating means for calculating a change amount equivalent value that is a value obtained by replacing the change amount of the rotation angle of the brushless motor with the change of the counter value of the position counter;
The calculating means calculates the number of edges n of the pulse signal output from the position sensor between the edges of the pulse signals output from the plurality of electrical angle sensors with respect to the difference between the counter value Eg and the counter value Ei. And then the remainder obtained by dividing the counter value Pg of the position counter immediately before the ignition off by the number of edges n is added to the value obtained by the multiplication. Is,
The calculation means further calculates a difference between the change amount equivalent value and the counter value Pg of the position counter when the ignition is turned off, and the calculated difference is associated with the actual rotation angle of the motor. Set as a correction value to correct the counter value of the position counter,
The counter value of the position counter is to be corrected by the correction value set by the calculation means,
The determination means includes measurement means for measuring a time during which the engine rotation speed of the internal combustion engine exceeds a preset rotation speed,
When the time measured by the measuring means is equal to or longer than a predetermined determination time and the state where no power is supplied to the detecting means is detected, the detected rotation angle is the actual rotation. It is determined that it is deviated from the corner, and the occurrence of the same deviation is detected based on the determination
The determination time is set to a time longer than a time during which the electrical angle counter changes by one cycle.
前記モータは、複数の電気角センサから出力されるパルス信号の出力パターンに応じて周期的に変更される電気角カウンタのカウンタ値に基づいて通電相が切り換えられることで駆動されるブラシレスモータであって、
前記電気角カウンタは、前記ブラシレスモータの正回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を順方向にカウンタ値として当てはめ、前記ブラシレスモータの逆回転時には各電気角センサからのパルス信号の出力パターンに応じて「0」〜「m」の範囲内の連続した各整数値を逆方向にカウンタ値として当てはめるものであり、
前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔は、前記ブラシレスモータの回転に伴い各電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間隔よりも短く設定されており、
前記検出手段は、イグニッションオフ時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eg、及びそのイグニッションオフ後における最初のイグニッションオン時の前記電気角カウンタのカウンタ値Eiに基づき、イグニッションオフからオンまでの間における前記ブラシレスモータの回転角の変化量を前記位置カウンタのカウンタ値の変化に置き換えた値である変化量相当値として算出する算出手段を備え、
前記算出手段は、前記カウンタ値Egと前記カウンタ値Eiとの差分に対して、前記複数の電気角センサから出力されるパルス信号のエッジ間において前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数nを乗算し、その後に前記乗算により得られた値に対して、イグニッションオフ直前の位置カウンタのカウンタ値Pgを前記エッジ数nで除算した余りを加算することにより、前記変化量相当値を算出するものであり、
前記算出手段は更に、前記変化量相当値とイグニッションオフ時の前記位置カウンタのカウンタ値Pgとの差分を算出し、この算出された差分を、前記モータの実際の回転角に対応させるために前記位置カウンタのカウンタ値を補正する補正値として設定し、
前記判定手段は、前記内燃機関の機関回転速度が予め設定された回転速度を超えている時間を計測する計測手段を備え、
同計測手段にて計測された時間が所定の判定時間以上であって、かつ前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定し、その判定に基づき同ずれの発生を検出するものであり、
前記判定時間は、前記電気角カウンタが1周期分変化する時間よりも長い時間に設定されるものであり、
前記計測手段にて計測された時間が前記判定時間以上であって、かつ前記検出手段への電力供給が行われていない状態が検出されることをもって、検出される前記回転角が実際の回転角からずれていると判定されたときには、前記検出手段への電力供給が開始された後に前記位置カウンタのカウンタ値の初期位置学習を行い、
前記計測手段にて計測された時間が前記判定時間に達する前に前記検出手段への電力供給が開始されたときには、前記算出手段による前記補正値の算出を行うとともに、同補正値分の補正を前記位置カウンタのカウンタ値に対して行う
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。 A variable valve mechanism that varies the valve characteristics of the engine valve of the internal combustion engine, a motor that is driven to rotate within a predetermined rotation angle range, and drives the variable valve mechanism, and outputs a pulse signal as the motor rotates. A position sensor that detects the rotation angle of the motor based on a counter value of a position counter that counts edges of pulse signals from the position sensor , a power supply state to the detection means, and the internal combustion engine When the operating state is detected and a state in which the internal combustion engine is operating and power is not supplied to the detecting means is detected, the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle. and a and determination means are, in the control device of the variable valve mechanism for detecting based on the current value of the valve characteristic is variable in the rotational angle,
The motor is a brushless motor that is driven by switching the energized phase based on a counter value of an electrical angle counter that is periodically changed according to an output pattern of pulse signals output from a plurality of electrical angle sensors. And
When the brushless motor is rotating forward, the electrical angle counter uses each successive integer value within the range of “0” to “m” as a counter value in the forward direction according to the output pattern of the pulse signal from each electrical angle sensor. When applying the reverse rotation of the brushless motor, each successive integer value within the range of “0” to “m” is applied as a counter value in the reverse direction according to the output pattern of the pulse signal from each electrical angle sensor. ,
The edge interval of the pulse signal output from the position sensor is set shorter than the edge interval of the pulse signal output from each electrical angle sensor as the brushless motor rotates.
The detection means is based on the counter value Eg of the electrical angle counter when the ignition is turned off, and the counter value Ei of the electrical angle counter when the ignition is turned on for the first time after the ignition is turned off. Calculating means for calculating a change amount equivalent value that is a value obtained by replacing the change amount of the rotation angle of the brushless motor with the change of the counter value of the position counter;
The calculating means calculates the number of edges n of the pulse signal output from the position sensor between the edges of the pulse signals output from the plurality of electrical angle sensors with respect to the difference between the counter value Eg and the counter value Ei. And then the remainder obtained by dividing the counter value Pg of the position counter immediately before the ignition off by the number of edges n is added to the value obtained by the multiplication. Is,
The calculation means further calculates a difference between the change amount equivalent value and the counter value Pg of the position counter when the ignition is turned off, and the calculated difference is associated with the actual rotation angle of the motor. Set as a correction value to correct the counter value of the position counter,
The determination means includes measurement means for measuring a time during which the engine rotation speed of the internal combustion engine exceeds a preset rotation speed,
When the time measured by the measuring means is equal to or longer than a predetermined determination time and the state where no power is supplied to the detecting means is detected, the detected rotation angle is the actual rotation. It is determined that it is deviated from the corner, and the occurrence of the same deviation is detected based on the determination,
The determination time is set to a time longer than the time during which the electrical angle counter changes by one cycle ,
When the time measured by the measuring means is equal to or longer than the determination time and the power supply to the detecting means is not detected, the detected rotation angle is the actual rotation angle. When it is determined that the position is deviated from, the initial value learning of the counter value of the position counter is performed after power supply to the detection unit is started,
When power supply to the detection unit is started before the time measured by the measurement unit reaches the determination time, the calculation unit calculates the correction value and corrects the correction value. For the counter value of the position counter
A control device for a variable valve mechanism characterized by that .
請求項1または2に記載の可変動弁機構の制御装置。 The measuring means calculates an accumulated time for a time when the engine rotational speed of the internal combustion engine exceeds a preset rotational speed, and the calculated accumulated time is equal to or greater than the determination time, and is sent to the detecting means. 3. The control device for a variable valve mechanism according to claim 1, wherein it is determined that the detected rotation angle is deviated from an actual rotation angle when a state in which the power supply is not performed is detected.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置。 The control device for a variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 3 , wherein the determination time is set to a shorter time as the engine speed increases.
前記判定手段は、前記相互通信が途絶している場合に、前記検出手段への電力供給が行われていないと判定する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置。 The detection means and the determination means are connected by a communication line that performs mutual communication,
The control of the variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 4 , wherein the determination unit determines that power is not supplied to the detection unit when the mutual communication is interrupted. apparatus.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の可変動弁機構の制御装置。 When it is determined that the detected rotation angle is deviated from the actual rotation angle, the motor is driven to change the rotation angle of the motor to the end of the predetermined rotation angle range, and the position at that time The control apparatus for a variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 5 , wherein initial position learning for storing a counter value of the counter as an initial position is performed after power supply to the detection unit is started.
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